Evaluación del uso de aditivos de origen natural sobre la propiedades del ácido poliláctico (PLA) para su uso como empaque de alimentos

Abstract

En este trabajo se evaluó el efecto de dos aditivos de origen natural (caolinita y cascarilla de arroz) sobre propiedades mecánicas, térmicas y de permeabilidad del ácido poliláctico. La caolinita fue transformada por adsorción de los ácidos grasos palmítico y laúrico. Los aditivos se caracterizaron por fluorescencia de rayos X, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, análisis de energía dispersiva de rayos X (EDX) y espectroscopia infrarroja. Para la evaluación del efecto de los aditivos sobre el ácido poliláctico se usó un diseño experimental de dos factores: tipo de aditivo y concentración del aditivo. El factor concentración se trabajó a dos niveles: 1% y 5%. La evaluación de la permeabilidad al vapor de agua de los materiales compuestos permitió establecer que la inclusión de caolinita en sus dos concentraciones así como la caolinita tratada con ácido palmítico al 5% causó la disminución en el coeficiente de permeabilidad al vapor de agua con respecto al material control. La evaluación de la permeabilidad a oxígeno permitió establecer una disminución significativa del coeficiente de permeabilidad con la adición de cascarilla de arroz al 5%. El análisis de tensión de los materiales permitió establecer un aumento del módulo elástico de los materiales cuando se adicionó al 5% caolinita adsorbida con ácidos grasos. Por el contrario, la adición de cascarilla de arroz produjo un aumento de la permeabilidad y una disminución del esfuerzo máximo y de la ductilidad del material. La estabilidad térmica de los materiales compuestos aumentó en todos los casos. La evaluación de banano liofilizado dentro de bolsas de ácido políláctico y bolsas de material compuesto por caolinita adsorbida con ácido palmítico y PLA mostró que no hubo diferencia entre las respuestas de color, actividad de agua y porcentaje de humedad de los dos materiales. Sin embargo si lo hubo entre los tratamientos con bolsa y el control sin bolsa. (Texto tomado de la fuente).

In this research thesis it was evaluated the effect of two additives of natural origin (kaolinite and rice husks) on mechanical, thermal and permeability properties of polylactic acid. Kaolinite was transformed by adsorption of lauric and palmitic fatty acids. The additives were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive analysis of X-ray (EDX) and infrared spectroscopy. It was planned and executed an experimental design of two factors: type of additive and additive concentration. The concentration factor worked at two levels: 1% and 5%. The evaluation of the permeability to water vapor of composites established that the inclusion of kaolinite as well as the treated kaolinite with palmitic acid 5% caused the decrease in the coefficient of permeability to water vapor with respect to the control. The evaluation of oxygen permeability showed a significant decrease of the permeability coefficient with the addition of rice husk at 5%. The stress strain analysis of materials allowed to establish an increased elastic modulus of materials with addition of kaolinite fatty acid adsorbed at 5% inclusion. By contrast, the addition of rice husk resulted in increased permeability and decreased mechanical properties. Thermal stability of the composites increased in all cases. The evaluation of freeze-dried banana in bags of polylactic acid and bags made of composite material showed no difference between the responses to color, water activity and moisture content of the fruit in the package. However there was difference between treatments with and without bag.