Optimización de la Fracción Proteica en Látex Híbridos Biobasados

ALLASIA, MARIANA; GUGLIOTTA, LUIS; MINARI, ROQUE

Mar del Plata

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros y I Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

Universidad Nacional de Mar del Plata

En los últimos años, la industria de los polímeros ha estudiado diferentes estrategias para reducir la huella de carbono de estos materiales, con el objeto de ajustarse a las cada vez más exigentes regulaciones ambientales. En este contexto, se ha investigado ampliamente la sustitución total o parcial de monómeros derivados del petróleo por materias primas de fuentes naturales (como biopolímeros o monómeros bioderivados). Específicamente, las proteínas son muy atractivas para una amplia variedad de aplicaciones (recubrimientos, adhesivos, ingeniería de tejidos, cosméticos, etc.), debido a su alta funcionalidad, biodegradabilidad y propiedades anfifílicas, entre otras ventajas.Este trabajo presenta la síntesis de nanopartículas híbridas bifásicas acrílicas/proteicas, a partir de la polimerización semibatch en emulsión de acrilato de butilo/metacrilato de metilo (BA/MMA) sobre una siembra inicial de biopartículas (BPs) de zeína/caseína, con el objetivo de maximizar el contenido biobasado de estos látex, sin deteriorar la calidad de los productos. Las BP se obtuvieron por la técnica de precipitación con antisolvente a partir de dos proteínas nativas, zeína y caseína, con una relación másica 1/1 entre las mismas. Posteriormente, la dispersión acuosa de BPs se polimerizó variando la relación proteína/polímero de 20/100 a 60/100 (manteniendo una velocidad de alimentación cercana a 0.06 g de monómeros/min).Sobre la base de la caracterización se determinó que la relación optima proteína/polímero se encuentra entre el 30/100 y 40/100, alcanzando para estos casos una conversión de los monómeros acrílicos de 92 y 88 % (siendo máxima para la relación 30/100) y un diámetro de partícula medio (Dp) final de 542 y 390 nm, respectivamente (el Dp de las BPs utilizadas como siembra en ambos casos fue de 233 nm). El grado de compatibilización de las fases acrílico/proteína se determinó a través de la medición de la proteína libre (FP) que permanece remanente en el látex luego de la polimerización (es decir, aquella que no forma parte del núcleo de las partículas híbridas). En estos casos óptimos, FP resultó entre 31.6 y 39.9 % del total de la proteína cargada respectivamente, indicando una incorporación exitosa de la fase proteica y por lo tanto una buena compatibilización entre ambas fases.Si bien incrementar el contenido biobasado de los látex híbridos ayuda a sustituir los monómeros derivados del petróleo, se debe considerar que al superar el 40% de proteína (relación 50/100 y 60/100) las películas híbridas presentan algunas deficiencias, como una reducción en la elongación a la ruptura y menor resistencia a los solventes (agua), dificultando su aplicación como recubrimientos.