PROPIEDADES FUNCIONALES DE PELÍCULAS NANOCOMPUESTAS A BASE DE QUITOSANO

MARÍN-SILVA DIEGO ALEJANDRO; RIVERO SANDRA; PINOTTI ADRIANA

La Plata

Jornada; CUARTAS JORNADAS DE INVESTIGACION, TRANSFERENCIA y EXTENSION de la FACULTAD DE INGENIERIA; 2017

Facultad de Ingeniería, UNLP

Losnanocompuestos son materiales formados por dos o más fases donde al menos unade las fases tiene una de sus tres dimensiones en escala nanométrica. Lasmatrices nanocompuestas a base de quitosano y nanocelulosas como fase derelleno constituyen una alternativa interesante considerando su similitudestructural. El quitosano (Q) es un polímero derivado de la quitina,subproducto de la industria pesquera con capacidad de formar películas. Porotra parte, las nanocelulosas (NCC) se pueden sintetizar a partir de celulosamicrocristalina (MCC) mediante la remoción de las regiones amorfas de lasfibrillas de celulosa en medio ácido. En este contexto, los objetivos deltrabajo fueron: i) aislar nanocristales de celulosa mediante hidrólisis ácidaoptimizando las condiciones del proceso; iii) incluir las NCC en matrices abase de quitosano estudiando sus propiedades de barrera, mecánicas y microestructurales.Las nanocelulosas se obtuvieron por hidrólisis de la MCC conagitación (250 rpm) en medio ácido (H2SO4, 60% p/p)durante 60, 120 y 180 min a 45°C y posterior etapa de remoción del H2SO4,centrifugado a12.000 rpm, lavado y diálisis de la suspensión de nanocelulosas. Lassuspensiones de quitosano nanocompuestas se prepararon por disolución dequitosano al 2% (p/v) en ácido acético 2% (v/v) y posterior inclusión dediferentes concentraciones de NCC (0,1%, 0,25%, 0,5% y 0,75% p/p). Las muestrasse homogeneizaron utilizando un equipo sonicador Sonic Vibra-Cell y las películasse obtuvieron por moldeo y secado a 37°C. Los perfiles obtenidos por dispersión dinámica de luz enun equipo Zetasizer Nano-ZS (Malvern) revelaron que con el aumento del tiempode hidrólisis se obtuvieron partículas de menor tamaño centrándose ladistribución de tamaño en 100 nm. Estos resultados se correlacionaron con elanálisis morfológico de las suspensiones de NCC realizado por TEM. La inclusiónde nanopartículas en la formulación de las matrices nanocompuestas disminuyósignificativamente la solubilidad de las matrices a base de quitosano, siendoesta tendencia más acentuada con mayores concentraciones de nanocelulosa (p<0.05).Los espectros dinámicos mecánicos revelaron una amplia transición en las curvasde tan δ, lo que indicaría la dispersión de las nanocelulosas en la matriz de Qy el grado de interacción existente entre las fases (relleno y matriz soporte).Asimismo, la inclusión de NCC fue efectivo para mejorar las propiedades debarrera al vapor de agua, obteniendo una disminución del 32% respecto a lamatriz de Q. El quitosano por sus características estructurales es un polielectrolitocapaz de unirse a las NCC mediante interacciones electrostáticas formandocomplejos iónicos estables. Esto explicaría la mejora en las propiedadesmecánicas, hecho que fue corroborado por los mayores valores de esfuerzoobtenidos. Asimismo, las interacciones establecidas con las NCC fueronconfirmadas por espectroscopia de infrarrojo (FTIR). Así, la formación de una matriz interconectada por lasinteracciones establecidas entre el quitosano y el relleno explicarían loscambios evidenciados tanto en la solubilidad como en las propiedades mecánicasy de barrera.