Development and characterization of biodegradable PLA-based food packaging films enriched with natural antioxidants
| dc.contributor.author | CHOUFI , Meriem | |
| dc.contributor.author | BENHADOUCHE , Abderrahim | |
| dc.contributor.author | DJELLALI, Souad Supervisor | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-08T08:13:50Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description | هدفت هذه الدراسة إلى تطوير أغشية تغليف حيوية وقابلة للتحلل الحيوي قائمة على بولي حمض اللاكتيك (PLA) لاستخدامها في التغليف الغذائي المستدام. وللتغلب على هشاشة PLA ، تم مزجه مع بولي كابرولاكتون (PCL) وتلدينه بواسطة البولي إيثيلين غليكول (PEG). كما أُضيفت مضادات أكسدة طبيعية هي الثيمول ومستخلص إكليل الجبل لإكساب الأغشية نشاطًا مضادًا للأكسدة . أظهرت النتائج الميكانيكية أن إضافة PCL و PEG والمواد الطبيعية أدت إلى تقليل صلابة PLA وزيادة مرونته نتيجة ارتفاع حركة السلاسل البوليمرية. كما بينت اختبارات الشد تحسن المطيلية والمرونة من خلال زيادة الاستطالة عند الكسر وانخفاض معامل يونغ، خاصة في التركيبة PLA/PCL20/PEG15. ومع ذلك، فإن زيادة تركيز الإضافات الطبيعية أدت إلى انخفاض مقاومة الشد . أما التحاليل البنيوية فقد أوضحت بواسطة حيود الأشعة السينية (XRD) انخفاضًا تدريجيًا في درجة التبلور من 42.97 % إلى 22.26 % و 19.75 %، مما يدل على زيادة مرونة السلاسل البوليمرية. كما أكدت تحاليل AFM حدوث تغيرات واضحة في البنية السطحية من خلال زيادة خشونة السطح. وتبرز هذه النتائج إمكانية استخدام هذه الأغشية الحيوية في تطبيقات التغليف الغذائي المستدام | |
| dc.description.abstract | The main objective of this study was to develop biodegradable and active packaging films based on poly(lactic acid) (PLA) for sustainable food packaging applications. To improve the inherent brittleness of PLA, it was blended with polycaprolactone (PCL) and plasticized using polyethylene glycol (PEG). Natural antioxidants, thymol and Rosemarinus officinalis extract, were incorporated to provide antioxidant activity. The microhardness results showed that the addition of PCL, PEG, and natural additives reduced the of PLA and significantly enhanced its flexibility while the tensile tests revealed improved ductility, characterized by higher elongation at break and lower Young’s modulus, particularly for the PLA/PCL20/PEG15 formulation, by increasing polymer chain mobility. However, high concentrations of natural additives led to a decrease in tensile strength. Structural analysis by XRD demonstrated a progressive reduction in PLA crystallinity from 42.97% to 22.26% and 19.75% in the modified formulations, indicating increased flexibility of polymer chains. Furthermore, AFM observations confirmed these structural changes through increased surface roughness and altered surface morphology. Overall, the developed PLA/PCL/PEG films containing natural antioxidants show strong potential as sustainable and active food packaging materials. | |
| dc.description.sponsorship | L’objectif principal de cette étude était de développer des films d’emballage biodégradables et actifs à base de poly(acide lactique) (PLA) destinés aux applications d’emballage alimentaire durable. Afin d’améliorer la fragilité du PLA, celui-ci a été mélangé avec du polycaprolactone (PCL) et plastifié par du polyéthylène glycol (PEG). Des antioxydants naturels, le thymol et l’extrait de Rosemarinus officinalis, ont été incorporés pour conférer une activité antioxydante. Les résultats mécaniques ont montré que l’ajout de PCL, de PEG et des additifs naturels réduisait la dureté du PLA tout en augmentant sa flexibilité. Les essais de traction ont révélé une amélioration de la ductilité, caractérisée par une augmentation de l’allongement à la rupture et une diminution du module de Young, particulièrement pour la formulation PLA/PCL20/PEG15. Toutefois, des concentrations élevées d’additifs naturels ont entraîné une diminution de la résistance à la traction. L’analyse structurale par DRX a montré une réduction progressive de la cristallinité du PLA, passant de 42,97 % à 22,26 % et 19,75 % pour certaines formulations, indiquant une augmentation de la mobilité des chaînes polymériques. Les observations AFM ont confirmé ces modifications par une augmentation de la rugosité de surface. Ces résultats démontrent le potentiel des films PLA/PCL/PEG enrichis en antioxydants naturels pour les emballages alimentaires durables. | |
| dc.identifier.other | MACH/0417 | |
| dc.identifier.uri | https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/3328 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Setif 1 Unuversity Ferhat Abbas . Faculty of Sciences | |
| dc.subject | Active food packaging | |
| dc.subject | Poly(lactic acid) (PLA) | |
| dc.subject | Natural antioxidants | |
| dc.subject | Biodegradable polymer Plasticization | |
| dc.subject | Surface properties | |
| dc.title | Development and characterization of biodegradable PLA-based food packaging films enriched with natural antioxidants | |
| dc.type | Thesis |