Influence of sorbitol on mechanical and physico-chemical properties of soy protein-based bioplastics processed by injection molding

Influencia del sorbitol en las propiedades mecánicas y fisicoquímicas de bioplásticos a base de proteína de soja procesados por moldeo por inyección

El aislado de proteína de soja (SPI) ha sido evaluado como candidato útil para el desarrollo de materiales bioplásticos basados en proteínas procesados por moldeo por inyección. Se evaluó la influencia del sorbitol (SB) como plastificante en las propiedades mecánicas y la capacidad de absorción de agua de los bioplásticos basados en SPI. Se utilizaron un reómetro mezclador que permite monitorizar el par y la temperatura durante la mezcla y una máquina de moldeo por inyección de tipo émbolo a pequeña escala para obtener mezclas de SPI/plastificante y bioplásticos basados en SPI, respectivamente. Se realizaron mediciones dinámicas para obtener espectros mecánicos de diferentes bioplásticos. Además, la caracterización mecánica se complementó con ensayos de tracción uniaxial. 

También se evaluó la influencia del SB en la capacidad de absorción de agua. La introducción de SB conduce a aumentar la rigidez de los bioplásticos, así como la capacidad de absorción de agua después de 24 horas, sin embargo, implica una disminución de la deformación a la rotura. Los bioplásticos finales son materiales plásticos con propiedades adecuadas para la sustitución de los plásticos convencionales derivados del petróleo y con una elevada biodegradabilidad.

INTRODUCCIÓN

El uso de materiales a base de petróleo implica graves daños ambientales. Cada año, se producen en todo el mundo más de 300 millones de toneladas de polímeros a base de petróleo o gas para una amplia variedad de aplicaciones en casi todas las áreas de la vida diaria, así como en la industria procesadora. Sin embargo, recientemente, las preocupaciones sobre la disminución de los nuevos recursos fósiles, junto con la falta de biodegradabilidad de los materiales plásticos, han fomentado la sustitución de plásticos convencionales a base de petróleo por otros basados en hidrocarburos derivados de recursos renovables.

Las proteínas son una de las fuentes renovables más prometedoras para obtener materiales biológicos. Estas tienden a formar redes macromoleculares tridimensionales, que se estabilizan mediante enlaces de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y enlaces disulfuro. La diversidad en la disponibilidad de proteínas, así como en su ensamblaje, permite obtener una gran cantidad de materiales biodegradables, ofreciendo una amplia gama de propiedades tecnofuncionales.

Los bioplásticos basados en proteínas pueden procesarse utilizando tecnologías de procesamiento existentes, desde métodos fisicoquímicos hasta métodos termomecánicos (moldeo por compresión, termomoldeo y extrusión). Sin embargo, el moldeo por inyección, que es el método de procesamiento más común utilizado con polímeros sintéticos, ha sido poco utilizado para aplicaciones de bioplásticos basados en proteínas.