Biodegradable Starch-Based Films Containing Saturated Fatty Acids: Thermal, Infrared And Raman Spectroscopic Characterization

Películas biodegradables a base de almidón que contienen ácidos grasos saturados: caracterización térmica, infrarroja y espectroscópica Raman

Las películas biodegradables de almidón termoplástico y poli (butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) que contienen ácidos grasos se caracterizaron térmicamente y con espectroscopias infrarroja y Raman. El carácter simétrico del anillo bencénico del PBAT permitió ilustrar la diferencia entre estas técnicas espectroscópicas, ya que en el espectro Raman aparecía una banda, pero no en el infrarrojo. El análisis térmico mostró tres etapas de degradación relacionadas con los ácidos grasos, el almidón y el PBAT. La incorporación de ácidos grasos saturados de diferente masa molecular (caproico, láurico y esteárico) no modificó la naturaleza de los enlaces químicos entre los componentes de las mezclas de almidón, PBAT y glicerol, según el análisis térmico y las espectroscopias infrarroja y Raman.

INTRODUCCIÓN

El material de empaque plástico, de naturaleza no biodegradable y no renovable, ha incrementado el interés en materiales basados en biopolímeros provenientes de recursos renovables con la intención de reducir el impacto ambiental. Los biopolímeros incluyen aquellos que ocurren naturalmente como proteínas, celulosa, almidón y otros, así como los sintetizados químicamente a partir de monómeros que ocurren naturalmente, por ejemplo, ácido láctico [1-4].

El almidón no es un termoplástico real, pero en presencia de un plastificante, en un rango de temperatura de 90-180 °C y bajo cizallamiento, se funde y fluye, permitiendo su uso en equipos de extrusión por inyección y soplado, similares a los utilizados para plásticos sintéticos. Las películas producidas con almidón termoplástico tienen alta permeabilidad al vapor de agua (WVP) y pobres propiedades mecánicas [5-7]. Para superar estas limitaciones y debido al alto costo de los polímeros biodegradables sintéticos actualmente disponibles, algunos investigadores han desarrollado películas biodegradables utilizando mezclas de almidón y polímeros sintéticos [8-10]. Los ácidos grasos son componentes prometedores, ya que pueden crear barreras efectivas contra el vapor de agua y proporcionar soporte estructural, limitando así el paso de oxígeno y dióxido de carbono a través de la película [11,12].

La extrusión es más rápida, requiere menos espacio y demanda menos etapas de producción en comparación con el proceso de fundición, frecuentemente mencionado en la literatura para la fabricación de películas biodegradables [1-3,7,13]. Además, la mayoría de las películas poliméricas comerciales se fabrican mediante extrusión. La espectroscopía vibracional es una herramienta importante para obtener información sobre la química, conformación, cristal y morfología de un polímero; además, es fundamental para entender el comportamiento dinámico de las cadenas poliméricas [4].