Efecto del proceso de benzoilación de almidón hidrolizado en películas termoplásticas elaboradas por extrusión y termocompresión

FERNÁNDEZ, ALEJANDRA MARILINA; D´ACCORSO, NORMA BEATRIZ; MANZANO, VERONICA E.; FERNÁNDEZ, LEANDRO EZEQUIEL; FAMÁ, LUCÍA; GOYANES, SILVIA N.; GUZ, LUCAS

Congreso; 105 Reunión de la Asociación Física Argentina, RAFA; 2020

Asociación Física Argentina

En los ultimos años, el desarrollo de nuevos materiales polimericos biobasados como reemplazo de los derivados del petroleo ha sido ampliamente investigado. No solo debido a los bajos costos de implementacion que implica el uso de dichos materiales, sino tambien al hecho de que resultan mas amigables con el medio ambiente. Ademas, se espera que dichos productos sean biodegradables sin generar subproductos t´oxicos o contaminantes. En este contexto, y como continuaci´on de nuestro trabajo de investigaci´on de pel´ıculas termopl´asticas biodegradables a partir de almid´on de mandioca, desarrollamos un proceso para lograr llevar a cabo la modificaci´on qu´ımica del almid´on mediante esterificaci´on (benzoilaci´on), siguiendo la metodolog´ıa de Stojanovic y col. (2005), a una posible escala industrial. Previamente, se evalu´o la modificaci´on de un almid´on comercial en distintas condiciones y a escala de laboratorio (AL). Los resultados observados mostraron que las mejores variables de proceso para la esterificaci´on del almid´on se logran luego del empleo de un m´etodo amigable con el medio ambiente, donde el solvente de reacci´on es el agua, y cuyos costos son bajos. Considerando dichos resultados, se realiz´o un proceso de escalado de la reacci´on de benzoilaci´on (ALC −H2O), a partir de la optimizaci´on de las variables involucradas y del equipamiento empleado. Adicionalmente, y con fines comparativos, se repiti´o el proceso bajo las mismas condiciones de reacci´on pero sin hacer uso del agente acilante, como sistema control (ALSB). Los resultados de los ensayos de espectroscop´ıa infrarroja (FTIR) de los almidones mostraron una se?nal caracter´ıstica en 1715 cm-1 para ALC − H2O , que corresponde a la vibraci´on del carbonilo del grupo ´ester, indicando la exitosa reacci´on qu´ımica luego del proceso. Adicionalmente, se confirm´o mediante ensayos de termogravimetr´ıa (TGA) la similitud del comportamiento de degradaci´on t´ermica de estos almidones respecto de los elaborados a escala de laboratorio. Se prepararon pel´ıculas termopl´asticas mediante extrusi´on [1] y termocompresi´on con el almid´on de partida (TPSAL), con el almid´on procesado utilizado como control (TPSALSB), y con una mezcla de almid´on benzoilado (60% p/p) y almid´on control (40% p/p) (TPSALC − H2O). En todos los casos, se adicion´o agua destilada (21% p/p) y glicerol (21% p/p). Los estudios de las curvas de TGA de las pel´ıculas mostraron para TPSALC−H2Ounamayorp´erdida de masa entre 150 ºC y 200 ºC, correspondiente al grupo benzoilo esterificado y/o a la p´erdida de di´oxido de carbono, indicando que la modificaci´on qu´ımica del almid´on a gran escala se llev´o a cabo con ´exito. Los valores de ´angulo de contacto de TPSAL y TPSALSB (aproximadamente 70 ºC) resultaron levemente menores que el de TPSALC −H2O (alrededor de 75 ºC), sugiriendo un aumento en la hidrofobicidad superficial en las pel´ıculas formadas con el almid´on de partida y en las de base almid´on procesado. En este trabajo se logr´o obtener almidones modificados por esterificaci´on con cloruro de benzoilo. Se demostr´o que dicha modificaci´on aumenta con la cantidad de agente acilante y tambi´en con el incremento de la temperatura. Se logr´o exitosamente el escalado de la reacci´on qu´ımica, obteniendo grados de conversi´on similares a los resultantes de la escala de laboratorio, utilizando una reacci´on con un pH controlado (pH=9) para su posible empleo a nivel industrial.