Mejora del termosellado de films de Poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) mediante la mezcla con policaprolactona (PCL)

Abstract

[ES] El poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV) es un polímero biodegradable, semicristalino, sintetizado por microorganismos, que podría ser una buena alternativa a los plásticos convencionales. Sin embargo, su dificultad de termosellar o termoformar dificulta su uso en el envasado de alimentos. La mezcla con otros polímeros biodegradables, como la policaprolactona (PCL), podría ser una buena estrategia para resolver este problema. En este estudio se obtuvieron films mezcla de PHBV/PCL (60/40, 50/50 y 40/60) mediante mezclado en fundido y moldeo por compresión y se caracterizaron su microestructura, propiedades físicas y capacidad de termo-adhesión. Todas las mezclas mostraron la inmiscibilidad de los polímeros, con cristalización independiente en la matriz y sin cambios relevantes en sus propiedades fundentes y estabilidad térmica. Los efectos estructurales redundaron en un descenso del módulo elástico y la resistencia a la fractura del material, al aumentar la proporción de PCL, con un incremento de la extensibilidad de los films y de las permeabilidades al vapor de agua, los aromas (limoneno) y el oxígeno. Las tres mezclas presentaron capacidad de termosellado, aumentando la fuerza del cierre al aumentar la proporción de PCL en la mezcla.

[EN] Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) is a biodegradable, semi-crystalline polymer synthesized by microorganisms, which could be a good alternative to conventional plastics. However, its heat sealing or thermoforming problems make its use for food packaging difficult. Blending with other biodegradable polymers, such as polycaprolactone (PCL), could be a good strategy to solve this problem. In this study, PHBV/PCL blends (60/40, 50/50 and 40/60) were obtained by melt blending and compression moulding and characterized for their microstructure, physical properties and thermo-bonding ability. All blends showed immiscibility of the polymers, with independent crystallization in the matrix and no relevant changes in their melt properties and thermal stability. The structural effects resulted in a decrease of the elastic modulus and fracture toughness of the material with increasing PCL ratio, with an increase of the extensibility of the films and of the permeabilities to water vapour, flavourings (limonene) and oxygen. All three blends exhibited heat sealability, increasing seal strength as the proportion of PCL in the blend increased.