Gamma irradiation effects on polycaprolactone/zinc oxide nanocomposite films

Efectos de la irradiación gamma en películas nanocompuestas de policaprolactona/óxido de zinc

La policaprolactona (PCL) a la que se han añadido nanopartículas de óxido de zinc (NPs de ZnO) produce nanocompuestos (PCL/ZnO NCs). Estos nanocompuestos pueden utilizarse en aplicaciones biomédicas y en el sector del envasado de alimentos. Sin embargo, para que estos materiales puedan utilizarse en estas aplicaciones, es necesario esterilizarlos. Para ello, la irradiación gamma es el método más común. Por lo tanto, es importante evaluar los efectos de la irradiación gamma en las propiedades del PCL y PCL/ZnO que han sido expuestos a la irradiación gamma. 

Se obtuvieron películas de PCL/ZnO NCs por colada con disolvente y se expusieron a irradiación gamma a 25 kGy y se evaluaron mediante espectros infrarrojos por transformada de Fourier (FT-IR), difracción de rayos X (XRD), análisis termogravimétrico (TGA), calorimetría diferencial de barrido (DSC) microscopía electrónica de barrido (SEM) y propiedades mecánicas. Las propiedades mecánicas y la cristalinidad mostraron variaciones marginales en las muestras irradiadas. Los resultados obtenidos demuestran que la irradiación gamma a 25 kGy, no causó cambios profundos en las propiedades de los nanocompuestos.

INTRODUCCIÓN

Nuestra sociedad ha adoptado materiales poliméricos debido a características como baja densidad, bajo costo de producción y facilidad para moldear, entre otros. Sin embargo, debido a su constitución química, tienen una baja tasa de degradación, lo que conlleva problemas ambientales. Una alternativa a estos materiales son los materiales poliméricos constituidos por poli(ácidos alfa-hidroxilados), que son biodegradados por microorganismos en CO2, agua y componentes celulares, entre otros materiales. Uno de los principales representantes de esta clase de polímeros es el policaprolactona (PCL), que es un polímero termoplástico sintético. 

El PCL es un polímero hidrofóbico, semicristalino que puede alcanzar un grado de cristalinidad del 69%. Está comercialmente disponible, es biocompatible, logra cristalización y tiene un punto de fusión a bajas temperaturas, es soluble a temperatura ambiente en solventes como cloroformo, diclorometano, tetracloruro de carbono, benceno, tolueno, ciclohexanona y 2-nitropropano, lo que facilita el procesamiento mediante métodos de fundición en solvente. La principal forma de obtener PCL mencionada en la literatura ocurre a través de la polimerización por apertura de anillo del monómero ε-caprolactona, que se lleva a cabo en una atmósfera inerte con suministro de calor y en presencia de un catalizador, lo que resulta en un polímero de alta masa molar con propiedades mecánicas mejoradas. 

La principal propiedad del PCL es su biocompatibilidad, lo que hace que el material sea muy interesante para aplicaciones como implantes, sistemas de liberación de fármacos controlados, andamios en ingeniería de tejidos y envasado de alimentos. Sin embargo, el PCL tiene bajas propiedades termomecánicas y alta permeabilidad al gas.