mezclas de almidon con polimeros biodegradables. tradccion

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RESUMEN El almidón, una de las más baratas y más fácilmente disponible de todos los naturales polímeros, se puede transformar en materiales termoplásticos sólo en la presencia de plastificantes y bajo la acción del calor y de corte. Pobre resistencia al agua y baja fuerza son factores limitantes para el uso de materiales fabricados únicamente a partir de almidón, y por lo tanto la modificación del almidón se logra con frecuencia mediante la mezcla de poliésteres alifáticos. En esta revisión, la literatura sobre las propiedades de varias mezclas de almidón y poliésteres alifáticos se han resumido. La biodegradable de los tipos de mezclas se pueden controlar hasta cierto punto, dependiendo en las constituciones de las mezclas y las propiedades mecánicas de las mezclas son cercanos a los de los plásticos tradicionales, tales como el polietileno y el poliestireno. La reducción de su sensibilidad a la humedad hace que estos materiales adecuados para la producción de películas biodegradables, artículos moldeados por inyección, y espumas. Palabras clave: Almidón; poliéster alifático; Mezcla; biodegradables. 1. INTRODUCCIÓN En el siglo 21 ha habido un rápido crecimiento de la economía mundial y un gran incremento en la población mundial, lo cual conlleva a un incremento en el consumo de los recursos naturales. población general del mundo que lleva a una tremenda el consumo de nuestros recursos naturales. Hay una necesidad de más económica la utilización de muchos de estos recursos y una entidad como es biopolímero almidón, que es un polisacárido. En la actualidad, la industria del plástico es de hecho asistimos a un cambio de pasar de una economía industrial a todos a base de petróleo a uno que abarca una base más amplia de materiales que incluyen los productos derivados de las plantas y la fermentación subproductos. El paso de la materia prima a base de petróleo a los que se extienden de los recursos naturales es impulsada a nivel internacional. Este es de hecho una oportunidad para la investigación y la exploración de los polímeros naturales.

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RESUMENEl almidón, una de las más baratas y más fácilmente disponible de todos los naturalespolímeros, se puede transformar en materiales termoplásticos sólo en la presencia deplastificantes y bajo la acción del calor y de corte. Pobre resistencia al agua y bajafuerza son factores limitantes para el uso de materiales fabricados únicamentea partir de almidón, y por lo tanto la modificación del almidón se logra con frecuencia mediante la mezcla depoliésteres alifáticos. En esta revisión, la literatura sobre las propiedades devarias mezclas de almidón y poliésteres alifáticos se han resumido. Labiodegradable de los tipos de mezclas se pueden controlar hasta cierto punto, dependiendoen las constituciones de las mezclas y las propiedades mecánicas de las mezclas soncercanos a los de los plásticos tradicionales, tales como el polietileno y el poliestireno. Lareducción de su sensibilidad a la humedad hace que estos materiales adecuados para laproducción de películas biodegradables, artículos moldeados por inyección, y espumas.Palabras clave: Almidón; poliéster alifático; Mezcla; biodegradables.1. INTRODUCCIÓNEn el siglo 21 ha habido un rápido crecimiento de la economía mundial y un gran incremento en la población mundial, lo cual conlleva a un incremento en el consumo de los recursos naturales.

población general del mundo que lleva a una tremenda el consumo de nuestros recursos naturales. Hay una necesidad de más económica la utilización de muchos de estos recursos y una entidad como es biopolímero almidón, que es un polisacárido. En la actualidad, la industria del plástico es de hecho asistimos a un cambio de pasar de una economía industrial a todos a base de petróleo a uno que abarca una base más amplia de materiales que incluyen los productos derivados de las plantas y la fermentación subproductos. El paso de la materia prima a base de petróleo a los que se extiendende los recursos naturales es impulsada a nivel internacional. Este es de hecho una oportunidad parala investigación y la exploración de los polímeros naturales.Plásticos, y en general los materiales poliméricos, mejora Véase profesional para nuestrosvida diaria, pero al mismo tiempo, también conducen a la contaminación en todo el mundo, porque hasta la fecha,se han diseñado con muy poca consideración por su desechabilidad final oreciclado. La mayoría de los polímeros sintéticos no se descompone fácilmente en elmedio ambiente (plásticos comunes suelen descomponerse durante cientos de años). Esto da como resultadoen una acumulación importante de estos materiales en el entorno, a menudo nuestras cicatricespaisajes, fou maruca de nuestras playas, y que presentan un riesgo grave para la vida marina.materiales de polímero, r howeve, derivados de compuestos naturales de carbono puede jugarun papel importante para ayudar a aliviar muchos de los citados del medio ambientepreocupaciones. Estos polímeros son biodegradables y renovables, y en comparación conproductos derivados del petróleo, que llevan a la contaminación poco, y están de acuerdo con las leyesy reglamentos de los organismos de protección del medio ambiente y favorecer la seguridad personal.Además, la mayoría de los procesos, los pro ductos, y las tecnologías asociadas ala utilización de recursos renovables, también es probable que sea compatible con lamedio ambiente y su protección. Por lo tanto, la contaminación ambiental es mínimo minise espera cuando esos productos aparecen en el mercado.Almidón, un polisacárido utilizado en la naturaleza para el almacenamiento de la energía encereales, legumbres y tubérculos, es uno de los más baratos y más fácilmente disponiblede todos los polímeros naturales. Además, su uso como ingrediente alimentario, cap estrellas es adecuado para una

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variedad mucho más amplia de usos industriales. Cuando biodegradabilidad se requiere, el almidón se puedeser un material alternativo para la sustitución de muchos productos derivados del petróleo. Estesustitución nos permitirá conservar nuestros recursos de petróleo y de encontrar nuevasusos no alimentarios del almidón. Esta revisión se presentan algunos de los avances más recientes enpolímeros totalmente biodegradable a base de almidón y mezclas.2. POLÍMEROS BIODEGRADABLES2.1. DefiniciónLa biodegradación es definido por Albertsson [1] como un acontecimiento que tiene lugar a travésla acción de enzimas y / o descomposición química asociada con la vidaorganismos (bacterias, hongos, levaduras s, insectos, etc) o sus productos de secreción.Sin embargo, es necesario tener en cuenta las reacciones anaeróbicas, como química (oxidación,hidrólisis), grafía SICAL (foto-degradación, termia al-degradación) del medio ambientefactores que también pueden alterar el polímero antes, durante, o en lugar de biodegradación.Estos factores producen un efecto sinérgico, ly eventual resultado en la fragmentacióndel polímero debido a la destrucción de sus macromoléculas y susconversión en compuestos de bajo peso molecular que se puede seguir participando enla circulación natural de fondo. [2]Así, en sentido estricto,''biodegradación de un polímero''se define como el deteriorode sus propiedades físicas y químicas y una disminución de su masa molecularhasta la formación de CO2, H2O, CH4 y otros productos de bajo peso molecularbajo la influencia de los microorganismos en condiciones aeróbicas y anaeróbicas. [3]Este proceso puede incluir la incorporación de carbono de polímero en microbianabiomasa, así como la formación de residuos. Por otra parte, todo el carbono serepresentaron el balance de carbono, uno d los residuos deben ser no tóxicos en el medio ambienteevaluaciones. Los residuos y la biomasa microbiana debe ser eventualmente incorporadaen un ciclo geoquímicos naturales [4].2.2. Categoríaspolímeros biodegradables se pueden dividir en tres categorías: (1) naturalde polímeros biodegradables, (2) polímero sintético biodegradable, (3) biodegradablesmezclas de polímeros.polímero natural incluye polisacáridos (tales como celulosa, almidón), proteína(Por ejemplo, k sil), así como polihidroxialcanoatos que son sintetizadas por las bacterias.Que se producen generalmente en la naturaleza por los organismos vivos y son una verdadera renovablesde recursos. Los microorganismos o las enzimas producidas por ellos causa la descomposiciónde los polímeros naturales en productos de bajo peso molecular que puede ser másmetabolizados por los microorganismos. [5] Se considera ambientalmente aceptadapolímeros degradables.La mayoría de los polímeros sintéticos no biodegradables. Por ejemplo, las enzimasque causan la descomposición de polietileno están ausentes en la naturaleza. Pero alifáticospoliésteres son polímeros biodegradables bien sabido que son susceptibles aataque biológico. [6-8] poliésteres alifáticos pueden ser hidrolizados por las lipasas y esterasas,por ejemplo, poli (e psilon-caprolactona) (PCL) pueden ser degradados por Penicillium spp. [4]La mezcla de polímeros biodegradables es un método de reducir elcosto total del material y ofrece un método de modificar las propiedades ylas tasas de degradación. Más recientemente ha habido un creciente interés en la base de almidónmezclas biodegradables. Estas mezclas se han sugerido para ser un convenientealternativa a los plásticos no degradables, que hizo que los problemas ambientales existentes.3. ALMIDÓN ESTRUCTURA Y PROPIEDADESEl almidón es un polímero de origen natural compuesto por la repetición de 1,4 -?-Unidades de D-glucopiranosil(A menudo llamadas unidades de anhidroglucosa, o simplemente AGU), y es generalmente una mezcla de

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componentes lineales y ramificados. El componente lineal, ose amilo, es el menor de edadcomponente, tipica y de 20 a 30%, que tiene un peso molecular devarios cientos de miles. La amilosa es esencialmente un polímero lineal, sha agregados en elforma de una hélice. [4] El componente ramificado, opectin amilo, es el componente principal,cuyo peso molecular es del orden de varios millones. La media de la cadena de longitudde amilopectina en sólo 20-30 unidades de glucosa. La ramificación de la amilopectina se produce enC-6 de la unidad glucopiranosil. [9] cadenas Branch en amilopectina se organizan engrupos, y están presentes en las estructuras de doble hélice, cristalina. [10] Las estructurasde amilosa y amilopectina se muestran en Sch. 1.El almidón es biodegradable, ya que puede ser fácilmente metabolizada por una amplia gama delos organismos. [4] Con el fin de garantizar la biodegradación de plásticos después de su vida útil esmás, Griffin preparados de polietileno llenas de almidón. [11,12] A partir de entonces, las clases Severa l dealmidón / mezclas de polímeros sintéticos han sido desarrollados. [13-16] Sin embargo, Tho mezclas síno se puede utilizar como los plásticos biodegradables, ya que contienen sintéticos no degradablescomponentes de polímero. Recientemente, el interés científico de s 'se han centrado enplásticos totalmente biodegradables a base de almidón.El almidón es en forma de gránulos discretos, que van desde aproximadamente 50 a 40 mmde diámetro medio, dependerá de ING en la fuente. [17] Su forma de gránulos no es adecuadopara la mayoría de los usos en la industria del plástico, debido principalmente a sus dificultades en el procesamiento dedurante el moldeo por extrusión o inyección. A falta de fusión de procesamiento yhumedad-resistencia, ch estrella no puede ser utilizado solo como un material. Con el fin de procesoalmidón en un material termoplástico, debe ser modificado por medios físicos y químicosmedios.

4. Almidón, fécula MEZCLAS CONPOLÍMEROS BIODEGRADABLES4.1. Almidón termoplástico (TPS)A diferencia de otros polímeros termoplásticos sintéticos, cap estrella puede ser transformada en unamaterial termoplástico sólo en presencia de plastificantes y bajo la influencia decalor y de corte. Los términos de termoplásticos, destruido, o fécula de fundido se hanutilizado en numerosas patentes durante la última década para describir los cambios en el almidóngránulos durante el procesamiento de los materiales plásticos de tipo, tal como fue revisado por Roper yKoch, [18] Swanson et al., [19] y Lai et al. [20] Recientemente, hay mucho interés en ella utilización de almidón termoplástico de artículos de plástico biodegradables, [21-27], tales como basurabolsos, bolsos de compras, y utensilios de la cena, plantando macetas, pañales y tampones.Un problema con el uso de almidón en los plásticos es su naturaleza frágil [28] causado porsu cristal relativamente alta temperatura de transición (Tg) y la falta de un sub-Tg principales de la cadena derelajación (b-transición). [29] Fragilidad también aumenta con el tiempo debido al volumen librela relajación y la retrogradación. [30] Con el fin de hacer el almidón más flexible, muchosplastificantes se han probado como el agua, glicol, l sorbito, urea, amidas, azúcares,y aminas cuaternarias, etc [31,32] El efecto de los plastificantes en la reológicaspropiedades del almidón fue estudiada por Yu et al. [33] La figura 1 muestra un diagrama deviscosidad frente a la velocidad de corte para las distintas formulaciones. Es evidente que las viscosidadesde cada una de las formulaciones con diferentes plastificantes son notablemente inferiores a losformulación de control (sólo la fécula que contiene 30% de agua), Pero si bien el aumento hel contenido de agua de 30 a 40% disminuye la viscosidad aún más. Laaditivos plastificantes parecen ser las formulaciones, lo cual reduce el procesamientoestrés.La biodegradación de la película de almidón-glicerol-agua ha sido probado ensegún la norma ISO / CEN 14852 y ASTM D5209-92. [34] El estudioreveló que para el segundo día del carbono degradadas (CD) ya había alcanzadocerca de 100% del carbono inicial de la muestra. El porcentaje de mineralización final

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(Cg) fue siempre superior al 60%. Por otra parte, el porcentaje de biodegradación(CgþCb), incluido el bioassimilation microbiana (Cb) del carbono material fueentre el 82 y el 90%. Estos resultados confirman que el almidón termoplástico es un fácilmaterial biodegradable.La principal diferencia entre la preparación de los geles, s de alimentos, y las películas es elcantidad de agua o plastificante durante la gelatinización o de fusión de los gránulosalmidón. Para obtener el TPS, el almidón se funde con la ayuda de cantidades relativamente bajas deplastificantes durante la extrusión, moldeo e presurizado, y moldeo por inyección. En la mayoría de los casosel contenido de agua es inferior al 20% durante el procesamiento. Parte del agua es generalmentesustituido por pequeñas cantidades de glicol. Las propiedades de materiales termoplásticosobtenidos por extrusión de mezclas de la fécula de patata con glicerol y el agua seestudiado por Van Soest et al. [35] Las muestras que contienen menos del 9% del agua secristal-como ya había módulo de elasticidad 400MPa. Si el contenido de agua en estos materialesera de 9 a 15%, adquirieron propiedades elásticas, pero se convirtió en suave y frágil, conun aumento en el contenido de agua superior al 15%. Se suponía [35,36] que las propiedadesde materiales termoplásticos a base de almidón se determinan por la formación de un complejored compuesta por cadenas lineales de amilosa y ramificado de moléculasamilopectina en el que los enlaces de hidrógeno juegan un papel crucial. El comportamiento tensión-deformaciónde los materiales TPS depende del contenido de plastificantes. [37-40]Debido a que los materiales TPS están expuestos a diferentes humedades durante el almacenamiento yuso, º es la voluntad de dar lugar a la variación en el contenido de agua y la temperatura de transición vítrea.estudio anterior reveló que Tg del almidón de extrusión disminuyó sensiblemente con unaumento en el contenido de agua [35]. Forssell y compañeros de trabajo que se encuentran [41] que Tg de starchglycerol-mezclas de agua depende linealmente sobre el contenido de agua. Temperatura de transición vítreadisminuyó de? 53 a? 105? contenido de agua CAS mayor from2 al 30% (se muestra en laFig. 2). Una pequeña cantidad de glicerol causó una gran disminución de la Tg de las mezclas, ut bAdemás más de glicerol sólo afectó ligeramente la temperatura de transición vítrea.Las propiedades mecánicas de almidón plastificado dependía del tiempo de almacenamientoantes de la prueba. [42,43] placa frescas preparadas a partir de mezclas de glicerol de fécula con glicerolcontenido de 29 o 39% en peso fue más bien débil, que tiene una resistencia a la tracción de 0,5 MPa. Laresistencia a la tensión aumenta y disminuye la elongación cuando la placa de 29% en peso de glicerinafue almacenada durante cinco semanas a temperatura y humedad constantes. [41] La razón de estafenómeno es el mensaje en función del tiempo, la cristalización del almidón en la presencia deagua y glicerol.Además de éstos, zers Plastici tales como el glicerol se muestra ya a influir en lacinética de la cristalización del almidón. Análisis de muestras de extrusión especialmente preparadosde alta amilosa y amilopectina almidones de alta reveló [44] que en amyloseenrichedcristalización de los materiales más se produce mucho más rápido que en amylopectinenrichedlos. La capacidad más alta de amilosa plastificado para después de la cristalización setambién estableció en la muestra de almidón amilosa obtenido por moldeo por compresión.Después del almacenamiento, el módulo de elasticidad de las muestras preparadas a partir de maíz normalalmidón se acerca 100MPa, mientras que los del almidón de alta amilosa eran desobre 700MPa. Estas diferencias parecen deberse al hecho de que el alto contenido de amilosaalmidones contienen estructuras más amorfa capaz de cristalización adicionales [45].

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En plástico de almidón el problema de la disminución de las propiedades del material con el tiempo es menosen parte debido a la reorganización y la cristalización de las moléculas de amilopectina [41].De acuerdo con estudios previos, el procesamiento del almidón en un termoplásticomaterial es siempre acompañada por la destrucción de peso molecular. La degradación de losmoléculas de almidón en la extrusión se ha demostrado que aumenta con el aumento de la temperaturay la disminución de contenido de agua [46].El mayor inconveniente de este material TPS basado es sensible al agua. Laplastificantes utilizados son generalmente hidrófilos y puede ser lavada por el agua. Por otra parte,es necesario agregar agua a la fécula antes del proceso de extrusión. La evaporación deesta agua no equilibrio durante el envejecimiento del material vaya acompañado de un cambio enpropiedades de los materiales: el material se vuelve frágil. Otro inconveniente es lanaturaleza hidrofílica. Dependiendo de la humedad relativa del aire, cap estrella puedeabsorber una cantidad más o menos significativa de agua. Como Tg es muy sensible acontenido de agua, las propiedades mecánicas de los materiales sometidos a cambios convariación de la humedad relativa. Mala resistencia del agua y baja resistencia están limitandofactores para el uso de materiales fabricados sólo de TPS, y por lo tanto es a menudomezclado con otros polímeros o recubiertos o encapsulados por un impermeable al aguasustancia para la mayoría de las aplicaciones actuales. Recientemente, el Parque y compañeros de trabajo preparado [47]TPS / arcilla híbridos mediante un método de intercalación se derrita. Encontraron que Nath cloisiteMMT mostró la mejor dispersión en la nanoestructura de los híbridos de TPS. Lafuerte interacción entre el TPS y el Nath cloisite conduce a una mayor resistencia a la tracciónpropiedades y baja permeabilidad al vapor de agua que el TPS prístina. Señalaronque la adición de sólo un 5% en peso de la arcilla a la matriz de TPS es favorable para mejorarla resistencia a la tracción y la propiedad de barrera de TPS [47].4.2 almidón / mezclas de polímeros biodegradables4.2.1. Almidón / Poli (alcohol vinílico) (PVA) MezclasPVA, (Sch. 2), un producto hidrolizado de acetato de polivinilo, tiene una excelente resistenciay la flexibilidad. Se utiliza principalmente como el tamaño de urdimbre, pa por capa, es adhesiv y el cine.artículos desechables Recientemente PVA basado en películas tales como abono, bolsas de lavandería uno d habíanatrajo mucha atención. Por lo tanto, la biodegradabilidad de PVA y PVA basado enmateriales deben ser comprobada. Chiellini et al. [48] encontraron que la degradación de PVAbasedmateriales era bastante limitado en compostaje simuladas y el entierro del suelocondiciones. Sólo en la presencia de lodos de aguas residuales del molino de papel de la biodegradaciónmedida de las películas de PVA basado alcanzó valores comparables a la de la celulosa, el porcentajede las producciones teóricas de CO2 casi un 50%. Cuando el 9% de PVA se ha añadido aformulaciones de glicerol de almidón, la pérdida de peso fue sólo el 59% dentro de 22 días deexposición en el compost. [49], Chen et al. [50] observaron que la tasa de biodegradación enpelículas emitidos PVA almidón se correlacionó negativamente con el contenido de PVA.Esquema 2. Estructura química de PVA.

películas de almidón-PVA ha sido preparado por gelatinización de almidón con PVA en elpresencia de plastificantes, y el agente de reticulación, tales como el formaldehído. Es difícilPVA proceso de fusión debido a su temperatura de termo-degradación es ligeramente superior asu temperatura de fusión. Por lo tanto, PVA en general ha sido utilizado en la solución de la formación,por ejemplo, en gel soluble y solución que hace girar. Desde la década de 1980, termia oplastic

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almidón / PVA se ha estudiado principalmente para la producción de películas por medio de la fundicióny calendario, [51-53] y a base de almidón sueltas o placas de relleno de espuma como un reemplazode poliestireno expandido. [54-57]En general, la presencia de PVA mejora la resistencia mecánica, resistencia a la intemperie,y resistencia al agua del almidón / material de PVA, pero la humedad influye más enestas actuaciones. Chen et al. [58] encontraron que los índices de absorción relativa de almidónpelículas de PVA fue similar al almidón en condiciones de mayor humedad relativa, mientras queen condiciones de baja humedad que se desprende una tendencia general similar a la de PVAsola. La similitud del comportamiento de absorción de la humedad de las películas de almidón y PVAPVA puro a baja humedad puede atribuirse a las propiedades de barrera a la humedadPVA. La resistencia a la tracción disminuye con el aumento de la humedad relativa. Lawton yFanta observó [59] que el alargamiento de las películas de almidón-PVA-glicerol puede sermejora mediante la adición de una pequeña cantidad de ácido poli (etileno-co-acrílico) (CEA).Su estudio concluyó que una pequeña cantidad (aproximadamente 3%) del CEA fue óptimo parala obtención de las películas que tienen al menos 100% de elongación y resistencia a la tracción de 25 MPa,manteniendo al mismo tiempo el contenido de almidón superior al 50%.Sin embargo, desde un punto de vista económico, la transformación solución es probablemente inaceptable,p p p g y debido al costo de procesamiento adicional de alta y baja eficiencia encomparación con el procesamiento de termoplásticos. Liu y sus colaboradores [60] preparado yfusión procesa el almidón / mezclas PVA a través de técnicas de proceso convencional.Una mezcla de glicerina y agua (50/50 en peso) se propuso como la óptimaplastificante para las mezclas. Incorporación de PVA en almidón puede mejorar la mecánicapropiedades, sin embargo, la mejora es limitado. Esto se debe principalmente a los pobresadhesión de interfaz entre la estructura fibrosa de PVA y la matriz de almidón.mezclas de almidón-PVA son uno de los pocos éxitos comerciales, y hanha marcado como bolsas de lavandería solubles en agua. Sin embargo, h Pero si bien las películas de almidón-PVAinicialmente presentan propiedades deseables, su calidad se deteriora muy rápidamente contiempo. Cuando biodegradación estricto y resistencia al agua se requiere, el almidón-PVAmezclas no tienen ventajas en comparación con otras mezclas a base de almidón, cap WHI sediscutido en la siguiente sección. La presencia de estos humedad menos sensiblebiopolímeros, al menos, puede evitar que el material se convierta en blandos y frágiles en elcambios en las condiciones atmosféricas.4.2.2. Almidón / poli (Epsilon-caprolactona) (PCL) MezclasUna serie de polímeros biodegradables se derivan de dos tipos, sintéticafuentes naturales. Uno de ellos es el poliéster alifático que es un conocido biodegradablespolímero. La columna vertebral hidrolizable de poliéster alifático conduce a la buenabiodegradabilidad y la estructura alifáticos conduce a buenas propiedades mecánicas.Sin embargo, los resultados de sus altos costos en que se utiliza principalmente en aplicaciones médicas.La incorporación de almidón en mezclas de compuestos tales como proporcionaría útil,Propiedades de las mezclas de almidón con polímeros biodegradables 393Bajado deproductos viables debido a la biodegradabilidad y de bajo costo, y la abundancia de almidón.Una gran cantidad de artículos relacionados con estos campos. [61-116]PCL (Sch. 3) es elegido por sus buenas propiedades mecánicas y sucompatibilidad con muchos tipos de polímeros, y porque es uno de los comercialespolímero biodegradable disponibles e hidrofóbicas más. Así, las mezclas de PCL yalmidón han sido ampliamente estudiados. [61-67] Marcas Mater-Bi de Novamont (Italia) es unmaterial disponible comercialmente, dable biodegradable que contienen almidón termoplástico ypolímeros sintéticos, tales como PCL. [68-71]La biodegradación de PCL con el entierro del suelo, pruebas de lodos activados [72] ycompostaje [73] Se informa a producir la pérdida de propiedades mecánicas y rápidapérdida de peso. A granel, mecanismo aleatorio escisión de la cadena se ha propuesto, perootros trabajadores [7], han proporcionado pruebas de que mezclan los microorganismos de la

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industriacompost de residuos domésticos de iniciar la degradación por escisión de la cadena de fondo.hidrólisis anaeróbica se produce más lentamente debido a la hidrofobicidad del polímero. [74] Los estudios anteriores han demostrado que las mezclas de PCL / almidón son fácilmentebiodegradables. Según Bastioli et al. [75] mezcla de almidón termoplástico conPCL aparentemente lleva a un aumento de la tasa de biodegradación de PCL.mezclas simples de almidón y PCL preparados por extrusión, que no presentan ningunaadhesión interfacial significativa. Las propiedades mecánicas de estas composiciones sonconsiderablemente más pobre que pura PCL y en la medida de los aumentos de la pérdida de propiedad con elcantidad de almidón en su composición. Por lo tanto, la modificación de los resultados de PCL encomposiciones con buena adhesión interfacial que presenta mejores propiedades de resistenciaque la contraparte no modificada.PCL puede ser una simple modificación de una extrusora de doble tornillo y mecánicapropiedades de materiales compuestos PCL-almidón se mejoran. [76-77] Kim et al. [77] preparadolas mezclas de la policaprolactona modificados (metacrilato de PCL-g-glicidila,GPCL) y el almidón gelatinizado con glicerina. La resistencia a la tracción de GPCL / gelatinizadomezclas de almidón mayor que el aumento de la metacrilato glicidila injertados(GMA) de contenido, que se muestra en la figura. 3. El autor señaló que con laaumento en la cantidad de GMA injertados en PCL, la reacción entre GPCL yalmidón se hace más probable, una d que induce la formación de redes de reticulaciónreacción.Es bien conocido que la presencia de compatibilizadores también puede aumentar eladhesión interfacial entre los gránulos de almidón y la matriz polimérica. Por lo tanto,compatibilizadores muchos fueron utilizados en las mezclas de PCL / almidón. Avella y compañeros de trabajo [78]hecho PCL modificado en los grupos de terminales mediante el uso de anhídrido piromelítico ypreparado PCL compatibilizado / compuestos de almidón. El compatibilizadores no cambiansu biodegradabilidad conjunto. Las propiedades de tracción de mezclas de PCL / almidónresumen en la Tabla 1. De los datos, se observa que el almidón, wi Thout lacompatilizer, actúa como un relleno, incremento cantar módulo de Young de PCL en dos ocasiones (597 MPa parala mezcla PCL / 50/50 almidónreduction of all other mechanical parameters. However,the mechanical behavior ofPCL/starch blends containing the compatilizer present a stronger increase of elasticmodulus,especi ally for the samples containing 50% starch,also accompanied byhigher strength at yielding,with respect to neat PCL.El peso molecular de compatilizers tiene un efecto sobre las propiedades de tracción delas mezclas. Cuando el poli (etilenglicol) (PEG) fue utilizado como compatilizer para elPCL / mezclas de almidón, se comprobó que el PEG con un peso molecular de 3400 mostróla mayor resistencia a la tracción. [79] Los autores señalaron que el PEG con adecuadapeso molecular efectivamente podría estabilizar la interfaz de las mezclas de almidón de PCL /.Algunos compatilizers novela se sintetizaron con el fin de mejorar la compatibilidadde PCL y almidón. Choi et al [80]. Almidones-g-PCL (SGCL) copolímero de injerto,y han investigado el efecto de SGCL como compatilizer en la mecánicapropiedades de las mezclas de almidón de PCL /. Kim et al. [81] preparado las mezclas de PCL / almidónque fueron compatibilizadas con poli (ácido acrílico)-g-PCL. Estos estudios demostraron laimportancia estructural de compatilizers, whi ch rige la intermolecularesinteracción y, posteriormente, la adhesión interfacial entre la matriz y PCLfases de almidón dispersión.PCL mezclas con varios tipos de almidón que difieren en su origen o estructura, talescomo el maíz, el trigo y el sagú también tienen influencia en las propiedades mecánicas de la

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mezclas. PCL con alto peso molecular (40.000 y 80.000 g mol? 1) se hamezclada con almidón de maíz con alto contenido de amilosa (HA-CS, 70% de amilosa) y el almidón cerosogránulos, así como con los derivados de acetato de almidón no granular. [82] El estudiodemostró que la mezcla de cualquier tipo de almidón con PCL, incremento en el módulo y la seddisminución de la fuerza general en comparación con el polímero antes de su ensamble. PCLpuede ser mezclado con un máximo de 25wt% HA-CS con sólo un pequeño (20%) enla fuerza. Los autores señalaron que se trataba de un efecto físico debido a la pequeñatamaño de HA-CS gránulos utilizados en su estudio (10 mm de diámetro).condiciones de procesamiento tienen efectos sobre la morfología y enzimáticala degradación del almidón de mezclas de PCL. [83] Desde el SEM fotografías se podía verque las mezclas fueron co-continua y el almidón termoplástico había una partícula similar,interconectado estructura. Los autores también informaron que la superficie de lamuestras fue muy importante para las pruebas de biodegradación. La capa de PCL en lasuperficie de la mezcla reduce la velocidad de la hidrólisis enzimática.Los estudios se centran en almidón como un componente menor, mientras que PCL como matriz.Recientemente, Avero nosotros y los compañeros de trabajo [84] almidones termoplásticos como el principalfase en las mezclas (> 50%). La adición de PCL a TPS matriz permitela superación de la debilidad de TPS pura: poca capacidad de resistencia, sensibilidad a la humedad altay la contracción de alto, incluso en baja concentración de PCL, por ejemplo, 10% en peso. Estos materialestienen un costo menor que el PCL limpio y mostrar todas las cualidades exigidas a los desechablesplásticos. La producción de mezclas de PCL / almidón puede ser llevada a cabo por medio de procesos convencionalesla tecnología de procesamiento de plástico como la extrusión, moldeo por inyección ción, ysopla de la película. [85]4.2.3. Almidón / poli (D, ácido L-láctico) (PLA) MezclasPLA (Sch. 4) es un poliéster biodegradable conocido, que ha sido estudiadoextensivamente para ingeniería de tejidos y sistemas de administración de fármacos desde la década de 1980, y esmás ampliamente utilizados en medicina humana.PLA hidrolizan mucho más rápidamente que polihidroxialcanoatos en anaeróbicosistemas y por un mecanismo de mayor hidrólisis casi anaeróbicas debido a sucarácter más hidrofílicos. [86] El autor [86] También señaló que la tasa dehidrólisis anaeróbica es controlada principalmente por su peso molecular, mientras que elde cualquier tipo de hidrólisis enzimática de PLA es determinado principalmente por la cristalinidad.PLA dio varios valores de mineralización de porcentaje, de acuerdo a lo quemétodo estándar se utilizó. La aplicación del método de la norma ASTM noproducir la biodegradación de piezas de películas EPL, con la norma ISO / CENmétodo, el porcentaje de biodegradación después de 45 días resultó ser significativa:30% incluyendo 23% de mineralización. [34] Los autores [34] señaló que la temperaturadel medio de ensayo de biodegradación que parecía ser un factor importante para explicar ladiferencias observadas.Sin embargo, en algunos casos, el PLA es todavía más caro que el convencionalplásticos, y la tasa de degradación es todavía lento comparado con la acumulación de residuostasa. [87] Con el fin de bajar sus precios y mejorar su tasa de biodegradación, es unlas formas posibles para introducir el almidón de bajo coste como relleno en la matriz del PLA. Pero, ¿cómo almidóninfluye en la tasa de biodegradación del PLA y los mecanismos de biodegradación ocinética de los compuestos del PLA / almidón no se ha estudiado. Además, la materia primamateriales de PLA, ácido IC lact, se deriva de los carbohidratos de los recursos renovables

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como el maíz, por la fermentación. La mezcla del EPL con almidón se desarrollará una especie deplástico biodegradable completamente derivados de la agricultura.Sin embargo, el PLA es un material frágil con el alargamiento posible baja, que tiene un vasotransición de temperatura de 54 º C. La introducción de almidón en tal yafrágil matriz de resultados, incluso en materiales más frágiles. Hay algunos informes acercaPLA / compuestos de almidón. [88-94]Introducción de bajo peso molecular de poli (etileno-glicol) como plastificante enel EPL matriz puede bajar la temperatura de transición vítrea de PLA de manera significativa ymejorar la cristalización, [89], que se muestran en la Tabla 2. Cuando el 40% en peso de almidón y20% en peso de PEG fueron agregados para formar un sistema de tres componentes, el sistema mostró unareducción de la temperatura de transición vítrea (? 4,5 º C), así como otrosmejora de la cristalización. A partir de sus datos térmicos, se puede observar que laalmidón nativo no tenía efecto sobre el comportamiento térmico del EPL mezclas de PEG, comono tenía efecto sobre el comportamiento térmico de pura EPL. Martin y Averous [92] hanobtuvo resultados similares.Para las mezclas simples de almidón y el EPL, ningún cambio significativo en el Tg seobservó. [93] La resistencia a la tracción y alargamiento de las mezclas disminuyó a medida que lamayor contenido de almidón. Además del almidón gelatinizado preparado con diversoscontenido de glicerol puede disminuir la temperatura de cristalización y el grado decristalinidad del almidón en las mezclas de PLA / [94]. Park et al. señaló que el almidónactuó como un agente de nucleación. [94] gelatinización del almidón destruyó el hidrógenola vinculación en gránulos y cristalinidad disminuido. La introducción de gliceroldurante la gelatinización impedido volver a la formación de puentes de hidrógeno entre ª

almidón de las cadenas poliméricas. Almidón gelatinizado mejorar la adhesión interfacialentre el almidón y el EPL. Para PLA / mezclas de almidón gelatinizado, la mayoría mecánicapropiedades fueron superiores a los del EPL mezclas de almidón puro.Recientemente, Wang se encuentran [95] que con diisocianato de metilendifenilo 0.5wt%(MDI), contenido de almidón había una ligera influencia en las propiedades mecánicas de laalmidón / PLA mezcla. Su estudio demostró que la mezcla con 45% de almidón y 0.5wt%MDI había una microestructura suave, y le dio la más alta resistencia a la tracción (alrededor de68MPa), con el alargamiento de alrededor de 5,1%.4.2.4. Almidón / polihidroxialcanoatos (PHA) MezclasRecientemente, intens iva investigación fundamental y aplicada se ha dedicado a laestudio de las bacterias poli (hidroxialcanoatos) (PHA, Sc h. 5), la represión ented por poli(3-hidroxibutirato-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV). PHBV tiene buena mecánicacualidades y ha sido comercialmente marcados. Varios ambientes de ensayo daresultados diferentes biodegradación de PHBV. PHBV sufre bastante rápida enzimáticahidrólisis en el suelo, cosa lodos edad y agua de mar, especialmente en la presencia deextracelular P (3HB) despolimerasas, pero el polímero es hidrófobo y anaeróbicashidrólisis es relativamente lenta. [74] Son muchos los factores, includi superficie ng, tempe ratura,densidad microbiana y la composición, la filtración de enzimas, la infiltración obe micr, gluco sírepresión de la actividad esterasa PHA, etc, influyen en la velocidad a la que se PHBVdegradados [96].Cuando PHBV se mezcló con el almidón, se puede esperar que la tasa dede biodegradación de las mezclas fue entre las tasas observadas para las formulacionesque contiene 100% de almidón y el 100% PHBV. Muchos estudios son relativos a esteárea. [97-98] Sin embargo, la manera en que los factores ambientales interactúan para producirlos perfiles de la degradación de las particularidades observadas para los compuestos PHBV de almidón no esentendido. Con el fin de examinar la degradación de almidón y subyacentes PHBVdel perfil de bioplástico para bajar de peso, un modelo matemático semiempírico se pusopresentada por Gordon et al. [99] El modelo predice que el almidón y PHBV en elbioplástico tenía una vida media de 19 días y 158, respectivel y. perfiles computarizadaTambién predijo que el almidón en el compuesto se degrada por completo en 174

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días, mientras que PHBV residuales que persisten en el medio marino para 1107días. El modelo reveló además que el almidón del 30%: 70% compuesto PHBV,la degradación PHBV se retrasó por 46 días hasta más del 65% del almidónse consumía. [99]¿Cómo llenar los polímeros de bajo costo, tales como el almidón y el acetato de celulosa en PHAla matriz se han investigado por algunos investigadores. [82,100-108] Ha et al. publicado [109]una revisión detallada de los avances recientes de las mezclas de polímeros basados en PHA. Koenigy Huang [82] reportaron que la mezcla PHBV (11,6% HV) con 25wt% de almidón oacetato de almidón causado tres cambios principales en comparación con el polímero original: unaaumento en el módulo, una disminución en el porcentaje de elongación, tanto en rendimiento (PEY) ydescanso (PEB), y disminución de la resistencia a la tracción, lo que h se muestra en la Tabla 3. Porciertos tipos de almidón, el efecto es el mismo, uno d los cambios en estos tresparámetros son casi la misma: un aumento del triple en el módulo, un orden ofmagnitudedisminuye en PEY y PEB, y una reducción del 50% en resistencia a la tracción. LaPHBV mezclas de acetato de almidón eran demasiado frágiles para ensayos mecánicos, un día fueronnotablemente fase separada. Resultados similares han sido propuestos por Kotnis [105].El grado de adhesión entre los gránulos de almidón y PHBV es pobre, pero se puedemitigado a través de la formulación adecuada y técnicas de procesamiento con el fin de obtenermateriales con propiedades comercialmente útiles. [106] Prerrevestimiento de almidón conóxido de etileno (PEO) podría mejorar la resistencia a la tracción y alargamiento de la,presumiblemente debido a la adherencia mejorada de la interacción PEO-PHBV. [106] En el compost,incorporación de la OPE en tales mezclas no tuvo ningún efecto sobre las tasas de biodegradación. [97]Sin embargo, en los lodos municipales, la incorporación de un 9% en la OPE PHBV mezclas de almidónsignificativamente más lento biodegradación. [107] Se ha postulado que la diferencia en elresultados como resultado de la diferencia extrema en la oxigenación entre los dosentornos. Desde OPE se oxida fácilmente en fragmentos de bajo peso molecular,la oxidación abiótica probablemente ocurriría en el compost rico en oxígeno y seríapoco probable en los lodos de oxígeno a los pobres [96].Willett et al. investigado [108] el uso de copolímeros de injerto de almidón y glicidilametacrilato (almidón-g-PGMA) en compuestos que presentan mejor resistencia a la tracción yresistencia a la flexión en comparación con los controles de almidón sin tratar. Microscopía electrónica de barridode las superficies de fractura criogénica indicó la adherencia mejorada de la presenciade almidón-g-PGMA. Estos resultados sugieren que, incluso en la ausencia de productos químicosreacción, la presencia de PGMA injertados en gránulos de almidón podría mejorar laadhesión con PHBV y conducir a la mejora de propiedades mecánicas, particularmente particularmentedespués de la absorción de agua por gránulos de almidón

4.2.5. Almidón / Poli (adipato Butilenos Succinato-Co-butileno) (PBSA) MezclasPBSA (Sch. 6) es un poliéster alifático disponibles en el mercado, que essintetizado por la reacción del glicol con ácido dicarboxílico alifático. PBSA puedeser degradados por muchos hongos como Aspergillus fumigatus, simplicissimun Peni cillium,Asper llus niger, etc [110] Pero PBSA degradadas lentamente en el lodo activadodel suelo, sino que degrada al 69,1% en 55 días [110] Cuando el almidón se utiliza como relleno para PBSA.cabe esperar que la tasa de biodegradación se podría mejorar y el costo dePBSA se reduciría. Park et al. encontraron que cuando 15,3 almidón 0,50% fue mezcladocon PBSA, las películas hechas por las mezclas son totalmente consumidos en 45,30, y20 días, y respectivel, mientras que el 100% PBSA no puede ser consumido por completo, incluso después de

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60 días. [111] Los estudios limitados se centró en la adición de bajo coste, el maíz dable biodegradablealmidón para PBSA como una vía para la generación de compuestos biodegradables con la mejora decompetitividad de los costes, manteniendo al mismo tiempo buenas propiedades mecánicas y de procesabilidad. [110,112-115]Ratto y colaboradores [116] mostró que los compuestos de PBSA y granular laalmidón de maíz, con un contenido de almidón hasta un 30% en peso, podría ser procesado enpelículas de extrusión de película soplada. A pesar de la adición de almidón podría alterar elpropiedades mecánicas de la película resultante, estos materiales mantuvo elpropiedades de dureza, así como un rango útil de las propiedades mecánicas, cap WHIles ha permitido ser utilizado como bolsas de basura. Otra característica de estas películas es queno hubo cambios en las propiedades mecánicas en el diferente contenido de humedad yno hay desarrollo de la fragilidad de estas películas después de un almacenamiento prolongado de las películas en ellaboratorio.Para los sistemas PBSA almidón /, respiromet pruebas ric se llevaron a cabo para documentarbiodegradación de polímeros en un ambiente del suelo. [116] La biodegradabilidad aeróbica de losPBSA y PBSA mezclas de almidón en el suelo se muestran en la Tabla 4. De los datos que podemosver puro PBSA tenía una vida media de 231 días, la incorporación de almidón de sólo el 5% en elmezcla produjo la película con una vida media de sólo 80 días. El aumento del contenido de almidón de lamezclas de hasta un 20% como resultado de las tasas de mejora de la mineralización y, que na vez,disminuciones significativas en la mitad del polímero de la vida. Sin embargo, aumen cantar el contenido de fécula delas mezclas a 25 o 30% no produjo ningún aumento adicional en polímero biodegradable(Es decir, acu TIVO mineralización neta rmax, o t1 / 2).5. CONCLUSIÓNTotalmente polímeros biodegradables a base de almidón han demostrado ser buenoscandidatos para reemplazar a los polímeros degradables, especialmente para los plásticos como el estireno.productos a base de almidón a partir de almidón termoplástico en combinación con alifáticospoliésteres ya están disponibles a nivel industrial. La mezcla biodegradable.

polímeros con almidón ofrece un método de modificar las propiedades y lalas tasas de degradación de los materiales. Sus propiedades mecánicas son similares a losde los plásticos tradicionales, tales como el polietileno y el poliestireno, y el logradoreducción de la sensibilidad a la humedad que estos materiales especialmente adecuados para laproducción de películas, artículos moldeados inyección-ción, y espumas.A pesar de estos resultados positivos, termia oplastic materiales a base de almidón se

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todavía en una fase temprana de desarrollo, con muchas oportunidades aún a tomar. Nuevoenfoques para compatibilizar los diferentes polímeros son necesarios, y el aumento decontenido de almidón en las mezclas sería útil para lograr el potencial completo de estetecnología. Por otra parte, muchos de los actuales métodos de prueba estándar para biodegradablespolímeros o describir biodegradabilidad inadecuada o no pueden proporcionar significativosdatos prácticos que se pueden utilizar para hacer las evaluaciones ambientales. Por lo tanto, esnecesario desarrollar un método de ensayo a escala de laboratorio para proporcionar información valiosasobre las condiciones óptimas necesarias para el compostaje a gran escala, y también hay unnecesidad de mejorar el conocimiento de los mecanismos y la cinética de biodegradablespolímeros y sus mezclas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3n