Acid citric (CA) là một acid hữu cơ yếu. Nó là một hợp chất axit đƣợc tìm thấy trong trái cây họ cam quýt, là một chất bảo quản tự nhiên và cũng đƣợc sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nƣớc ngọt [17].
Hình 1.5. Cấu trúc phân tử của acid citric [18].
Acid citric đƣợc hầu hết các quốc gia và tổ chức quốc tế công nhận là an toàn để sử dụng trong thực phẩm. Nó hiện diện tự nhiên trong gần nhƣ mọi dạng sự sống, các lƣợng acid citric dƣ thừa dễ dàng trao đổi và bài tiết ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với acid citric khô hay đậm đặc có thể gây ra kích ứng da và mắt, vì thế bảo hộ lao động nên đƣợc sử dụng khi tiếp xúc với acid citric. Việc sử dụng quá nhiều acid citric cũng dễ làm tổn hại men răng. Tiếp xúc gần với mắt có thể gây bỏng và làm mất thị giác [9].
Acid citric là một chất rắn tinh thể màu trắng hoặc không màu, không mùi, có vị chua mạnh [18].
1.5 Một số hƣớng nghiên cứu liên quan đến graphene oxide và chất khâu mạng
CA trong việc chế tạo màng PVA
Năm 2012, nhóm S. Morimune và các cộng sự đã nghiên cứu khảo sát đƣa GO vào PVA theo các tỷ lệ 0, 0,1, 0,5, 1,5 wt%. Kết quả cho thấy, việc đƣa GO theo tỷ lệ 1 wt% vào PVA làm khả năng hấp thụ nƣớc giảm khoảng 70%. Tuy nhiên, GO đƣa vào chỉ cải thiện về mặt hấp thụ nƣớc còn tính chất cơ lý của màng thấp. Từ phân tích XRD, GO đƣợc phát hiện làm tăng độ kết tinh của PVA. Đối với các tính chất cơ học, Mô đun Young và độ bền kéo tăng đáng kể so với màng PVA. Nghiên cứu cho thấy
13
GO bị ràng buộc mạnh mẽ với PVA chủ yếu bằng liên kết hydro. Ngoài ra, tính chất nhiệt tăng đáng kể khi các hạt GO đƣợc gia cƣờng vào [19].
Năm 2009, nhóm Narendra Reddy và các cộng sự đã nghiên cứu đƣa acid citric và màng tinh bột và PVA. Nghiên này cho thấy acid citric có thể liên kết ngang tinh bột và cải thiện độ bền kéo, ổn định nhiệt cao hơn đáng kể so với mẫu không tạo liên kết ngang trong khoảng từ 320 đến 600 °C và giảm sự hòa tan của màng tinh bột trong nƣớc và acid formic. Mặc dù liên kết ngang là cách tiếp cận phổ biến để cải thiện tính chất của các sản phẩm tinh bột, nhƣng các phƣơng pháp tạo liên kết ngang của tinh bột hiện tại rất tốn kém, độc hại hoặc không truyền đạt đƣợc mong muốn tính chất cho các vật liệu liên kết ngang. Trong nghiên cứu này, khả năng màng tinh bột tạo liên kết ngang khi sử dụng bằng axit citric để cải thiện tính cơ lý và sự ổn định đã đƣợc kiểm tra. Màng tinh bột liên kết ngang axit citric cho thấy độ bền cao hơn khoảng 150% hơn màng không liên kết ngang và có độ bền tốt hơn hầu hết các loại tinh bột và polymer tổng hợp tạo liên kết ngang phát triển trƣớc đó. Màng tạo liên kết ngang với 5 wt% acid citric làm giảm 35% trọng lƣợng sau khi ngâm ở trong axit formic 5 giờ ở 50 ° C trong khi các màng không liên kết ngang hòa tan ngay lập tức [7].
Nhóm tác giả gồm Changyan Xu và các cộng sự đã tổng hợp thành công vật liệu composite từ pha nền PVA gia cƣờng sợi cellulose nanofiber (CNF) và GO vào năm 2017. Nghiên cứu đã cho thấy kết quả tốt về sự cải thiện tính chất cơ học của pha nền PVA khi gia cƣờng thêm CNF và GO thông qua sự tăng đáng kể độ bền kéo của màng composite. Độ bền kéo của màng PVA/CNF/GO (với 8 wt% CNF và 0,6 wt% GO) tăng lên đến 80 MPa. Đồng thời, khi gia cƣờng 8 wt% CNF vào pha nền PVA, độ thấm O2 giảm từ 13,36 xuống 11,66 cm3/m2/ngày và khả năng hấp thụ nƣớc giảm từ 164,20% xuống còn 98,80%. Hơn nữa, khi gia cƣờng thêm 0,6 wt% GO vào pha nền PVA/CNF làm giảm độ thẩm thấu và hấp thụ nƣớc xuống còn 3,19 cm3/m2/ngày và 91,20%. Ngoài ra, đối với tất cả các mẫu composite, độ truyền ánh sáng nhìn thấy cao hơn 67% ở 800 nm [20].
14
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM