Efecto de la inclusión de policaprolactona en películas elaboradas a partir de almidón y ácido poliláctico

  • German Antonio Arboleda Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Agrarias.
  • Camilo Elias Montillla Buitrago Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Agrarias.
Palabras clave: Biopolímeros, Injerto, Extrusión, Permeabilidad.

Resumen

El uso de materiales amigables con el ambiente se ha convertido en un tema de gran interés científico y comercial debido al impacto negativo que ocasionan los plásticos sintéticos de origen petroquímico por su inadecuada disposición final; en ese sentido, las mezclas de almidón termoplástico (TPS, por sus siglas en inglés) y ácido poliláctico (PLA, por sus siglas en inglés) han sido estudiadas en diversas aplicaciones. En la presente investigación se obtuvo una película flexible a partir de la mezcla de estos biopolímeros empleando el proceso de extrusión soplado donde fueron estudiadas sus propiedades mecánicas, de barrera al oxígeno y vapor de agua con el fin de compararlas frente a una película patrón que contuviera policaprolactona (PCL), buscando disminuir los costos del producto final manteniendo sus propiedades mecánicas y de barrera. Se pudo evidenciar que no existieron diferencias significativas entre mezclas de TPS/PLA con la mezcla de TPS/PLA/PCL obteniendo un material de alta barrera al oxígeno, con destacadas propiedades mecánicas frente a otros estudios pero con deficiente permeabilidad al vapor de agua frente a plásticos de origen sintético.

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Biografía del autor/a

German Antonio Arboleda, Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Agrarias.

Grupo de Investigación Ciencia y Tecnología
de Biomoléculas de Interés Agroindustrial (CYTBIA); Ingeniero Agroindustrial, Popayán, Colombia.

Camilo Elias Montillla Buitrago, Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Agrarias.

Grupo de Investigación Ciencia y Tecnología
de Biomoléculas de Interés Agroindustrial (CYTBIA); Ingeniero Agroindustrial, Programa Doctorado
en Ciencias Agrarias y Agroindustriales, Popayán, Colombia.

Referencias bibliográficas

BROCKHAUS, S., PETERSEN, M. and KERSTEN, W. A crossroads for bioplastics: Exploring product developers’ challenges to move beyond petroleum-based plastics. Journal of Cleaner Production, 127(1), 2016, p. 84-95.

GONZÁLEZ, P., MEDINA, C., FAMÁ, L. and GOYANES, S. Biodegradable and non-retrogradable eco-films based on starch–glycerol with citric acid as crosslinking agent. Carbohydrate Polymers, 138(1), 2016, p. 66-74.

MINH, K. and YOKSAN, R. Development of thermoplastic starch blown film by incorporating plasticized chitosan. Carbohydrate Polymers, 115(1), 2015, p. 575-581.

SALABERRIA, A., LABIDI, J. and FERNANDES, S. Chitin nanocrystals and nanofibers as nano-sized fillers into thermoplastic starch-based biocomposites processed by melt-mixing. Chemical Engineering Journal, 256(1), 2014, p. 356-364.

DRAKOPOULOS, S., KARGER-KOCSISB, J., KMETTYB, A., LENDVAIB, L. and PSARRASA, G. Thermoplastic starch modified with microfibrillated cellulose and natural rubber latex: A broadband dielectric spectroscopy study. Carbohydrate Polymers, 157(1), 2017, p. 711-718.

SHIRAI, M., OLIVATO, J., DEMIATE, I., MÜLLER, C., GROSSMAN, M. and YAMASHITA, F. Poly (lactic acid)/thermoplastic starch sheets: effect of adipate esters on the morphological, mechanical and barrier properties. Polímeros, 26(1), 2016, p. 66-73.

ZUO, Y., GU, J., YANG, L., QIAO, Z., TAN, H. and ZHANG, Y. Preparation and characterization of dry method esterified starch/polylactic acid composite materials. International Journal of Biological Macromolecules, 64(1), 2014, p. 174-180.

MARRA, A., SILVESTRE, C., DURACCIO, D. and CIMMINO, S. Polylactic acid/zinc oxide biocomposite films for food packaging application. International. Journal of Biological Macromolecules, 88(1), 2016, p. 254–262.

MALINOWSKI, R. Mechanical properties of PLA/PCL blends crosslinked by electron beam and TAIC additive. Chemical Physics Letters, 662(1), 2016, p. 91-96.

MALLAKPOUR, S. and NOURUZI, N. Effect of modified ZnO nanoparticles with biosafe molecule on the morphology and physiochemical properties of novel polycaprolactone nanocomposites. Polymer, 89(1), 2016, p. 94-101.

ARBOLEDA, G., MONTILLA, C., VILLADA, H. and VARONA, A. Obtaining a flexible film elaborated from cassava thermoplastic starch and polylactic acid. International Journal of Polymer Science, 2015(1), 2015, p. 1-9.

CASTAÑEDA, J. Estudio de la retrogradación en películas flexibles obtenidas a partir de mezclas de almidón nativo de yuca, ácido poli-láctico (PLA) y policaprolactona (PCL) [Tesis de Maestría en Ingeniería Área de Énfasis en Ingeniería de Materiales]. Cali (Colombia): Universidad del Valle, Facultad de Ingeniería, 2012, 208 p.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D882–10: Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting. Pennsylvania (USA): 2010, 9 p.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E96/E96M–10: Standard test methods for water vapor transmission of materials: Pennsylvania (USA): 2010, 11 p.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D1434-82: Standard test method for determining gas permeability characteristics of plastic film and sheeting: Pennsylvania (USA): 2009, 13 p.

WANG, K., WANG, W., YE, R., LIU, A., XIAO, J., LIU, Y. and ZHAO, Y. Mechanical properties and solubility in water of corn starch-collagen composite films: Effect of starch type and concentrations. Food Chemistry, 216(1), 2017, p. 209-216.

MAHIEU, A., TERRIÉ, C., AGOULON, A., LEBLANC, N. and YOUSSEF, B. Thermoplastic starch and poly (-caprolactone) blends: morphology and mechanical properties as a function of relative humidity. Journal of Polymer Research, 20(9), 2013, p. 1–13.

SHEN, L., HAUFE, J. and PATEL, M. Product overview and market projection of emerging bio-based plastics [online]. 2009. Disponible: http://www.plastice.org/fileadmin/files/PROBIP2009_Final_June_2009.pdf. [citado 15 de noviembre de 2016].

MITTAL, V., AKHTAR, T., LUCKACHAN, G. and MATSKO, N. PLA, TPS and PCL binary and ternary blends: structural characterization and time-dependent morphological changes. Colloid and Polymer Science, 293(2), 2015, p. 573-585.

IMRE, B. and PUKÁNSZKY, B, Compatibilization in bio-based and biodegradable polymer blends. European Polymer Journal, 49(6), 2013, p. 1215-1233.

FERRI, J., GARCIA-GARCIA, D. SÁNCHEZ-NACHER, L., FENOLLAR, O. and BALART, R. The effect of maleinized linseed oil (MLO) on mechanical performance of poly(lactic acid)-thermoplastic starch (PLA-TPS) blends. Carbohydrate Polymers, 147(1), 2016, p. 60-68.

MAHIEU, A., TERRIÉ, C. and YOUSSEF, B. Thermoplastic starch films and thermoplastic starch/polycaprolactone blends with oxygen scavenging properties: Influence of water content. Industrial Crops and Products, 72(1), 2015, p. 192-199.

CHEVIRON, P., GOUANVÉ, F. and ESPUCHE, E. Preparation, characterization and barrier properties of silver/montmorillonite/starch nanocomposite films. Journal of Membrane Science, 497(1), 2016, p. 162-171.

CARMONA, V.B, CORRÉA, A., MARCONCINI, J. and MATTOSO, L. Properties of a biodegradable ternary blend of thermoplastic starch (TPS), poly (ε-Caprolactone)(PCL) and poly (Lactic Acid)(PLA). Journal of Polymers and the Environment, 23(1), 2015, p. 83-89.

REN, J., FU, H., REN, T. and YUAN, W. Preparation, characterization and properties of binary and ternary blends with thermoplastic starch, poly (lactic acid) and poly (butylene adipate-co-terephthalate). Carbohydrate Polymers, 77(3), 2009, p. 576–582.

WU, C. Improving polylactide/starch biocomposites by grafting polylactide with acrylic acid–characterization and biodegradability assessment. Macromol. Bioscience, 5(1), 2005, p. 352–361.

LIU, H., CHAUDHARY, D., CAMPBELL, C., ROBERTS, J., BUCKMAN, S. and SULLIVAN, J. Investigations into the free-volume changes within starch/plasticizer/nanoclay systems using Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy. Materials Chemistry and Physics, 148(1–2), 2014, p. 349-355.

ROMPOTHIA, O., PRADIPASENA, P., TANANUWONG, K., SOMWANGTHANAROJ, A. and JANJARASSKUL, T. Development of non-water soluble, ductile mung bean starch based edible film with oxygen barrier and heat sealability. Carbohydrate Polymers, 157(1), 2017, p. 748–756.

PEELMAN, N., RAGAERT, P., DE MEULENAER, B. and DEVLIEGHERE, F. Application of bioplastics for food packaging. Trends in Food Science & Technology, 32(2), 2013, p. 128-141.

DUAN, Z. and THOMAS, L. Water vapor permeability of poly (lactic acid): Crystallinity and the tortuous path model. Journal of Applied Physics, 115(1), 2014, p. 1-9.

SHRESTHA, A. and HALLEY, P. En: Starch Polymers. Starch modification to develop novel starch-biopolymer blends: State of art and perspectives, Amsterdam (Países Bajos): Elsevier, 2014, p. 105-143.

CHEN, G., LIU, B. and ZHANG, B. Characterization of composite hydrocolloid film based on sodium cellulose sulfate and cassava starch. Journal of Food Engineering, 125(1), 2014, p. 105-111.

SANCHEZ, D., DUARTE, E., HERNÁNDEZ, M., GONZÁLEZ, G., CRUZ, Q., FLORES, S., PIÑON, H. and BALLINAS, L. Barrier properties of polylactic acid in cellulose based packages using montmorillonite as filler. Polymers, 6(1), 2014, p. 2386-2403.

NAGARAJAN, V., MOHANTY, A. and MISRA, M. Perspective on Polylactic Acid (PLA) based sustainable materials for durable applications: focus on toughness and heat resistance. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 4(1), 2016, p. 2899-2916.

Cómo citar
Arboleda, G. A., & Montillla Buitrago, C. E. (2017). Efecto de la inclusión de policaprolactona en películas elaboradas a partir de almidón y ácido poliláctico. Biotecnología En El Sector Agropecuario Y Agroindustrial, 15(1), 11-19. https://doi.org/10.18684/BSAA(15)11-19
Publicado
2017-03-30
Sección
Artículos de Investigaciòn

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