Desarrollo de películas flexibles de poli(ácido láctico) para el envasado de alimentos mediante plastificación y preparación de nanocompuestos
- Autores: Verónica Patricia Martino
- Directores de la Tesis: Alfonso Jiménez Migallón (dir. tes.), Roxana A. Ruseckaite (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat d'Alacant / Universidad de Alicante ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ignacio Mondragon Eraña (presid.), Jose Luis Todolí Torró (secret.), Ignacio Martín Gullón (voc.), Miguel Ángel López Manchado (voc.), Luc Avérous (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El Poli (ácido láctico) está siendo cada vez más empleado entre los plásticos biodegradables de ingeniería debido a su alta resistencia mecánica y facilidad de procesado en comparación con otros biopolímeros. El PLA es adecuado para la fabricación de contenedores rígidos y botellas, pero su uso en la fabricación de películas flexibles para el envasado de alimentos se ha visto limitada por su baja ductilidad y propiedades de barrera. La fragilidad del PLA puede ser contrarrestada mediante su mezclado con plastificantes que no dañen el medio ambiente y conserven su biodegradabilidad. Sin embargo, son varios los requisitos que deben cumplir los materiales destinados al contacto con alimentos. Además de una buena compatibilidad, eficacia y permanencia del plastificante en la matriz, su migración hacia los alimentos es un tema de gran relevancia en este campo. Una manera de reducir la velocidad de migración es mediante el uso de plastificantes oligoméricos con buena miscibilidad con la matriz. Por otra parte, en los últimos años se está prestando una gran atención al uso de silicatos estratificados dispersos en biopolímeros a escala nanométrica dado que por lo general los nanocompuestos muestran mejoras en sus propiedades mecánicas, térmicas y de barrera.
En el presente trabajo se mezcló en estado fundido un PLA amorfo con poliadipatos comerciales de masas molares promedio entre 1700 y 3400 Da en concentraciones hasta un 20% en peso. Se estudió la compatibilidad de las mezclas inmediatamente tras su procesado así como tras su envejecimiento y se determinaron las propiedades térmicas, mecánicas, termomecánicas y de barrera a oxígeno de estos materiales. Por otra parte, se estudió la adición de hasta un 5% en peso de una montmorillonita modificada orgánicamente con el fin de encontrar formulaciones de PLA con propiedades de barrera mejoradas para su aplicación en envases para alimentos de características flexibles. También se realizaron ensayos de migración global sobre estos materiales.
Se observó buena compatibilidad entre los poliadipatos y la matriz inmediatamente tras el procesado. El efecto de los plastificantes se caracterizó por una reducción en la temperatura de transición vítrea y un aumento en la movilidad de las cadenas del PLA. La estabilidad térmica del material no se vio afectada significativamente y su ductilidad aumentó con la concentración de plastificante. La velocidad de transmisión de oxígeno a través de las películas también se incrementó por la presencia de los poliadipatos. La preparación de bionanocompuestos condujo a una mejora significativa en dicha propiedad aunque también se observó cierta reducción en las propiedades dúctiles de los materiales. Los materiales sin envejecer fueron básicamente amorfos, aunque dependiendo de la concentración y masa molar promedio del poliadipato se observó cierto desarrollo de cristalinidad durante el envejecimiento que llevó a la separación de fases en el poliadipato de baja masa molar a alta concentración con pérdida de ductilidad. Las muestras estables también mostraron una cierta reducción de esta propiedad con el tiempo debido a la densificación en la matriz causada por el envejecimiento físico aunque algunas de las películas permanecieron flexibles, sin separación de fases durante 150 días.
Si bien se deben realizar más investigaciones en este campo, el uso de un 15% en peso del poliadipato de mayor masa molar promedio puede considerarse una buena posibilidad para uso potencial en envasado alimentario. La combinación de PLA plastificado con montmorillonita modificada orgánicamente también mostró resultados prometedores para la fabricación de películas para el envasado de alimentos con buena ductilidad y propiedades de barrera mejoradas.
