Estudio y desarrollo de nuevas formulaciones de bionanocompuestos de ácido poliláctico para aplicaciones en envases activos

Abstract

[ES] La tecnología de envasado de alimentos perecederos lleva años siendo objeto de constantes innovaciones y mejoras, muchas de ellas gracias al empleo de materiales poliméricos. Una de las soluciones más recurrentes en la actualidad es el desarrollo de nuevos materiales que además de realizar las funciones de contención y protección del alimento, contribuyan al control de la oxidación del alimento y/o a la aparición de sustancias indeseables. Para ello, se introducen en el material de envasado sustancias de bajo peso molecular con funciones antioxidantes y/o antimicrobianas. Debido a la volatilidad de estas su stancias añadidas, junto a las temperaturas y presiones empleadas en los procesos de conformado, suelen producirse pé rdidas en el contenido de dichas sustancias. En el presente trabajo se propone un material compuesto a partir de una matriz de ácido polil áctico a la que se le introducen partículas de nanoarcillas naturales (tierra de diatomeas), con el objetivo de éstas puedan ejercer una función contenedora/protectora de los principios activos empleados en este tipo de envases. Se ha buscado optimizar la miscibilidad de estos dos materiales empleando varios aditivos a modo de compatibilizantes y plastificantes. Los distintitos materiales empleados son biodegradables, y algunos de ellos de origen natural, obteniéndose un material compuesto respetuoso con el medio ambiente. Los resultados de esta investigación indican un aumento de la fragilidad y rigidez del PLA cuando se le introducen nanopartículas de tierra de diatomeas. Esta disminución de las propiedades mecánicas se ve contrarrestada cuando se incluye n en la formulación los aditivos propuestos, siendo el aceite maleinizado de linaza (MLO) el que otorga características tanto mecánicas como térmicas más interesantes para la aplicación del material en la tecnología del envasado activo. El aceite maleiniza do de linaza (MLO) muestra una doble funcionalidad como plastificante, aumentando plasticidad del PLA, y como precursor del entrecruzamiento de las cadenas poliméricas, aumentando la cristalinidad del material. Esto favorece a la interacción entre la matri z polimérica y la tierra de diatomeas, convirtiéndose en una reducción de la tenacidad ante esfuerzos cortantes.

[EN] The food packaging technology has been subject to constant innovations and improvements for many years, many of them thanks to the use of polymeric materials. Nowadays, one of the most recurrent solutions is the development of new materials that aside from to perfo rming containment and protection functions, contribute to the control of the food oxidation and / or the appearance of undesired substances. For this purpose, low molecular weight substances with antioxidant and / or antimicrobial functions are introduced into the packaging material. Due to the volatility of these added substances together with the temperatures and pressures used in the forming processes, usually the content of these substances is reduced. In the present work a composite material from a mat rix of polylactic acid and natural nanoclays (diatomaceous earth) is proposed. Nanoclays can exert a containment / protective function of the active principles used in this type of containers. The miscibility of these two materials is optimized by using va rious additives as compatibilizers and plasticizers. The different materials used are biodegradable, and some of them are obtained from natural sources, obtaining a composite material friendly with the environment. The obtained results indicate an increase in the fragility and rigidity of PLA when nanoparticles of diatomaceous earth are introduced. This decrease in mechanical properties is counteracted when the proposed additives are included in the formulation, being the maleinized linseed oil (MLO) the on e that grants the most interesting mechanical and thermal characteristics for the application in active packaging technology. The maleinized linseed oil (MLO) shows a dual functionality as a plasticizer, increasing plasticity of the PLA, and as a precursor of the crosslinking of the polymer chains, increasing the crystallinity in the material. It helps the interaction between the polymeric matrix and the diatomaceous earth, becoming a reduction of the tenacity against shear forces