Propiedades físicas, mecánicas y de barrera al oxígeno de envases activos antimicrobianos a base de película de LDPE con ácido sórbico incorporado.

Industria petroquímica
Basado en plásticos, como el polietileno de baja densidad, debido a sus propiedades físicas, resistencia excepcional y propiedades de barrera, ha recibido mucha atención en la tecnología de envasado para proteger los alimentos de los contaminantes microbianos [j]2].
En términos generales, los envases de plástico tienen varias ventajas en el envasado de alimentos, como peso ligero, bajo costo, resistencia significativa, buena resistencia al aceite y a los productos químicos en comparación con otros materiales de envasado, excelentes propiedades de barrera contra gases y vapor de agua para el sellado térmico, estabilidad térmica, facilidad de reutilización y reciclaje [7].
Sin embargo, este envase tradicional solo se utiliza para el soporte mecánico y la protección de los alimentos contra contaminantes externos, y debido a la seguridad clave en contacto con los alimentos, se considera una protección pasiva, para mantener la inercia tanto como sea posible14].
Por lo tanto, en la última década se han desarrollado nuevos envases de polímeros con tecnología alimentaria para superar este problema.
En términos de seguridad, la producción industrial de alimentos ha pasado a utilizar alimentos frescos y procesados ​​químicamente con la más alta calidad y una vida útil prolongada.
Además, la tendencia a la globalización del mercado ha propiciado una mayor difusión de los estilos de vida relacionados con los alimentos y los consumidores, lo que también impulsa el desarrollo y la mejora de los envases para ampliar las funciones de los envases tradicionales.
De hecho, los envases de polímero están transformando la protección de la espuma en un elemento clave para mejorar la calidad de los alimentos.
En los últimos años, la película de envasado de polímero combinada con fármacos antibacterianos ha experimentado un desarrollo notable en la mejora de la conservación de los alimentos envasados.
Estas películas tienen el potencial de mejorar la estabilidad microbiana de los alimentos al actuar sobre la superficie de los mismos [1,12].
La modificación de la estructura polimérica de los materiales plásticos puede lograrse mediante métodos químicos tradicionales o mediante radiación ionizante procedente de fuentes radiactivas o electrones altamente acelerados.
Entre ellos, el injerto por radiación se considera un método versátil y limpio debido a su gran tasa de penetración en la matriz polimérica, formando rápida y uniformemente sitios activos para desencadenar el injerto en toda la matriz, lo que resulta útil para desarrollar nuevos materiales con propiedades únicas. Radiación-
La inducción del injerto, en su forma más simple, implica sistemas heterogéneos: el sustrato es una película, una fibra o incluso un polvo, y el monómero que se va a injertar sobre el sustrato puede ser un líquido, vapor o una solución.
Los polímeros suelen ser irradiados para modificar sus propiedades químicas y físicas, y existe un interés particular en lograr propiedades específicas deseadas.
En condiciones experimentales apropiadas, la modificación de las propiedades del polímero puede realizarse no solo en la superficie, sino también en toda la fase interna del polímero [3].
El injerto de polietileno con grupos funcionales polarizados es una muy buena manera de obtener nuevos materiales con propiedades físicas especiales.
Propiedades químicas.
Incorporación de bases funcionales de polarización como los carbonilos (C=O).
Las cadenas formadoras de polímeros proporcionan sitios específicos para la interacción, como enlaces unidos por hidrógeno y enlaces covalentes, lo que mejora la compatibilidad de los polímeros con otros materiales [8].
Además, la unión del enlace enlazado proporciona estabilidad química de larga duración mediante la introducción de la cadena en comparación con la cadena de polímero recubierta físicamente [1]9]. Ácido sórbico (2,4-
Ácido tárico)
Considerado un aditivo GRAS utilizado en bebidas, frutas y verduras procesadas, comúnmente utilizado como aditivo modelo en el estudio de liberación [5,6].
Además, el enriquecimiento efectivo generalmente no cambia el sabor ni el olor de los alimentos y se considera inofensivo [15].
Recientemente, la radiación
Injerto inducido de agentes antimicrobianos en películas poliméricas, x-
Se informa que [hay rayos gamma o rayos ultravioleta]13,10,4].
Sin embargo, hasta el momento no se han reportado casos de radiación.
Se indujo el injerto de ácido sórbico en una película de polietileno de baja densidad.
Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo evaluar las propiedades de permeabilidad al oxígeno, resistencia a la tracción, elongación a la rotura, ángulo de contacto con el agua y morfología superficial de la película antibacteriana de polietileno de baja densidad injertada con ácido sórbico.
Método: material: película de polietileno de baja densidad (
(Espesor aproximado de 50 µm)
Extrusión por extrusión de película soplada.
El ácido sórbico se compra en Sigma-
Recibido por Aldrich y usado.
Los disolventes y reactivos químicos son de nivel de laboratorio y pueden utilizarse sin purificación adicional. Radiación-
Injerto de inducción: Pre-
Mediante injerto por irradiación, ácido sórbico (AS)
En película de polietileno de baja densidad (LDPE).
Coloque 10 cm x 10 cm pies cuadrados de película de polietileno de baja densidad en una bolsa con cierre hermético, séllela después de enjuagarla con nitrógeno y abrillantarla con un acelerador electrónico a temperatura de hielo seco. EPS 3000 está disponible en Agensi nuk.
La membrana irradiada se utiliza directamente para la reacción de injerto.
La reacción de injerto se llevó a cabo en anpou, las muestras irradiadas se colocaron en anpou y se remojaron a 60 [durante 3 horas con una solución de ácido sórbico de concentración de SA del 2%, 5% y 10%] grados]C.
A continuación, se extrae la muestra de la solución y se limpia mediante ultrasonidos en agua destilada durante 1 hora, y luego se limpia repetidamente con agua destilada hasta que el peso subsiguiente no disminuya.
Representación de la película: utilizando una constante-
Sistema de presión y caudalímetro de espuma de jabón.
Realizar prueba de penetración a [25] grados]
C. La presión del gas de alimentación es de 5 bar manométricos.
Repita las mediciones tres veces por muestra.
Calcule la permeabilidad de un gas puro utilizando la ecuación (1): P = l/A[DELTA]p dv/dt (1)
Aquí P es la tasa de penetración, [DELTA]
P es la presión diferencial a través de la membrana (Pa).
A es el área superficial efectiva (12,5 x 10⁻⁴ [m²])
L es el espesor de la película (m)
T es el tiempo de penetración (s)
V es el volumen de gas que pasa a través de la película ([m. sup. 3](STP)).
Mida el rendimiento de tracción en el modelo de máquina de ensayo de tracción SHIDMADZU Autograph.
G según ASTM D1822L.
Se estableció una velocidad transversal de 30 mm de longitud especificada y se utilizó 1 mm/min, y se probó a 25 [+ o -]3[grados]C.
El análisis de la ley de cambio de la morfología del injerto de membrana se realizó mediante un microscopio de fuerza atómica (Shimadzu SPM-9500J2).
El punto de contacto del agua en la superficie de la muestra se mide mediante un método de gota con un ángulo de contacto estático (
Tres veces por análisis de muestra).
Resultados: Discusión: como se muestra en la Tabla 3.
1. Permeabilidad al oxígeno (PO)
Valor de la película de control y de la película de ácido sórbico (AS)
Se comparó el injerto a diferentes concentraciones.
El efecto de injerto del ácido sórbico sobre la membrana de tol juega un papel importante en la mejora de la OP.
Según los resultados, el OP más bajo se observó en polietileno de baja densidad + 10% SA y 3,07 x [10. sup. -16][m. sup. 3]m/[m. sup. 2]
SPa, que es muy diferente de otras películas.
El valor OP del polietileno de baja densidad injertado al 2% y al 5% de SA es 3,34 x [10. sup. -16] y 3,21 x [10. sup. -16][m. sup. 3]m/[m. sup. 2]
El SPa tiene el valor OP más alto de polietileno de baja densidad + 2%, respectivamente, lo que indica que la película no cumple con una buena prevención de oxígeno en comparación con otras películas.
Con la adición de SA, la OP de la película disminuye, lo que puede deberse a la fluidez limitada de la cadena intermolecular, y el volumen libre de la película disminuye con la disminución de la OP.
Este resultado muestra de l-g-
La película de SA utilizada como envase antibacteriano puede prevenir el deterioro de los alimentos.
Las películas delgadas con baja permeabilidad al oxígeno son adecuadas para productos de confitería, productos horneados, frutos secos y otros productos que se oxidan fácilmente [11].
Resistencia a la tracción (TS)
Y ruptura de elongación (EAB)
La Tabla 3 muestra películas de polietileno de baja densidad injertadas con diferentes concentraciones de SA. 1.
La adición de SA mejoró significativamente la TS y la EAB.
La película de control muestra una TS más baja (20,48 MPa) y una EAB más baja (193,25%).
Que esas películas injertadas.
TS también aumentó de 31 cuando la concentración de SA aumentó del 2% al 10%. 25 MPa a 32. 61 MPa.
Por otro lado, el EAB de la película antibacteriana aumentó significativamente de 201 en comparación con la película de control. 10% hasta 254.
47%, la concentración de SA aumentó del 2% al 10%.
Sin embargo, la TS y la EAB de la película con SA 2% y 5% son menores que la película con SA 10%, lo que indica el excelente rendimiento de TS y EAB con ácido sórbico al 10%.
La mejora de las propiedades mecánicas de la película de injerto puede deberse al injerto de SA en la cadena principal de la película de polietileno de baja densidad, lo que aumenta la flexibilidad de la cadena polimérica.
Los resultados de las pruebas de tracción demuestran que la adición de ácido sórbico mediante injerto por radiación puede mejorar las propiedades de tracción de la película de polietileno de baja densidad g-SA.
Se realizaron mediciones del ángulo de contacto para obtener información sobre el ángulo de contacto del agua en la superficie del polietileno de baja densidad y del polietileno de baja densidad g-SA.
Como se muestra en la figura 3.
1. En circunstancias normales, todos los puntos de contacto para el injerto de ácido sórbico en película de polietileno de baja densidad están por encima de 90 [grados].
Esto significa que la película tiene una superficie hidrofóbica.
Antes del injerto, el ángulo de contacto de la película de polietileno de baja densidad de control era de aproximadamente 86,42 grados.
Esto significa que la superficie del material es hidrofílica.
Para el injerto de membranas, el ángulo de contacto con el agua se incrementa a 105,25 [grados].
Esto indica que el injerto de ácido sórbico produjo una disminución de la humedad superficial de la película injertada en comparación con el polietileno de baja densidad original.
Mejora del polietileno de baja densidad
La composición química y la morfología superficial del material determinan sus propiedades de retención de humedad, lo cual está relacionado con la rugosidad de su superficie.
Estos resultados se correlacionan bien con las observaciones micrográficas de AFM, que muestran la unión del ácido sdopid a la superficie de la película. Figura 3.
Dos muestran tres-
Imágenes de AFM de tamaño obtenidas de la muestra de película original y de la película injertada.
Es evidente a partir de este resultado que la muestra injertada parece tener una topografía superficial relativamente rugosa, lo que respalda los resultados iniciales de la figura 3.1.
A partir de las imágenes de las muestras injertadas con pequeñas espículas nuevas, se puede observar que el efecto del injerto en la estructura topológica puede mostrar una superficie de injerto considerable en comparación con la película de polietileno de baja densidad sin injertar.
Conclusión: Este estudio muestra que el ácido sórbico (AS)
Tiene una influencia importante en el rendimiento de la película. LDPE-g-
La película de SA ha mostrado una excelente mejora tanto en la resistencia a la tracción como en la elongación a la fractura, lo cual es el resultado de una mayor flexibilidad de la cadena polimérica, que afecta la morfología de la película, lo que resulta en un aumento de la rugosidad superficial de la misma.
El punto de contacto de la película de injerto muestra una disminución de la humedad superficial, lo que significa que la película tiene una superficie hidrofóbica.
En general, el uso de SA como sustancia activa ofrece un alto potencial para el desarrollo de películas activas antimicrobianas para el envasado de alimentos.
Por lo tanto, las futuras investigaciones en este campo deberían centrarse en la aplicación de esta película antibacteriana en alimentos para evaluar la eficacia de sus propiedades antibacterianas.
Información del artículo Historial del artículo: revisado el 28 de febrero de 2014 Recibido el 25 de mayo de 2014 Recibido el 6 de junio de 2014 Recibido en línea Recibido el 20 de junio de 2014 El autor desea agradecer al Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA)
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