Bio-compuestos termoplásticos basados en aceites vegetalesestudio de su aplicabilidad al envasado de alimentos

Resumen

Los envases fabricados con materiales poliméricos y destinados a entrar en contacto con alimentos deben cumplir una serie de funciones, entre ellas la de mantener las propiedades del alimento y evitar las interacciones negativas con éste. Sin embargo, en la actualidad los envases alimentarios deben satisfacer requerimientos adicionales, sobre todo aquellos que se refieren a la protección de los consumidores y del medio ambiente. Entre la amplia variedad de materiales plásticos que se han empleado históricamente para el envasado de alimentos los más utilizados han sido las poliolefinas y el poli(cloruro de vinilo) (PVC). En particular, el PVC plastificado es ampliamente utilizado en la obtención de materiales para envasado alimentario debido a sus buenas propiedades mecánicas, aceptables propiedades de barrera y alta compatibilidad con otras matrices, sean éstas poliméricas o de otro tipo. Sin embargo, la necesidad de aditivar el PVC genera algunos inconvenientes, como la posibilidad de migración de estos aditivos hacia el alimento. Por otra parte, en la última década los problemas medioambientales han traído consigo una creciente preocupación socio-económica que debe conducir a la búsqueda de alternativas sostenibles para el crecimiento global. Por ello, en el campo del envasado de alimentos cada vez se están dedicando más esfuerzos hacia el desarrollo de envases que respeten el medio ambiente. En este sentido, la sustitución de materiales procedentes de fuentes petroquímicas por otros cuyo origen sean fuentes renovables, como los aceites vegetales, es una de las alternativas hacia las que actualmente se están desarrollando más esfuerzos, siendo una de las vías por las que la industria puede reducir su huella de carbono y mejorar la sostenibilidad de los procesos de producción de sistemas de envase. Los aceites vegetales, por su versatilidad y capacidad de transformación química, pueden ser utilizados como aditivos de polímeros (plastificantes, estabilizantes, etc.) y también como matrices poliméricas en sí mismos tras una adecuada transformación, dando lugar a polímeros como los poliuretanos termoplásticos. En este contexto, el objetivo principal de esta tesis es la propuesta de formulaciones a partir de materiales con características termoplásticas y en los que el uso de aceites vegetales, bien como aditivo para PVC bien como matriz polimérica sea un aspecto básico para su formulación. Para tal fin, se ha utilizado aceite de soja epoxidado (ESBO) como plastificante y estabilizante para PVC en formulaciones similares a las usadas actualmente en la industria de envasado de alimentos de alta flexibilidad. Se ha desarrollado un método analítico de determinación de ESBO y se ha estudiado la migración específica de éste en todos los simulantes alimentarios establecidos en la legislación de materiales en contacto con alimentos. También se han caracterizado las formulaciones PVC-ESBO y se ha aplicado el método a las formulaciones preparadas en el laboratorio y a envases alimentarios comerciales. Para la utilización de aceites vegetales como matrices de polímeros termoplásticos se han sintetizado poliuretanos termoplásticos obtenidos a partir de polioles procedentes de aceite de colza. Estas formulaciones se han caracterizado estructural, química y térmicamente, y también se ha determinado la migración global de los poliuretanos termoplásticos sintetizados en todos los simulantes alimentarios establecidos en la legislación. Como conclusión global del trabajo, se puede indicar que la utilización de aceite de soja epoxidado (ESBO) como plastificante y estabilizante de PVC en envases alimentarios comercializados en España supone actualmente una alternativa real al uso de los plastificantes de tipo ftalato. Por otro lado, la utilización de polioles obtenidos a partir de aceites vegetales, como el aceite de colza, para la síntesis de poliuretanos termoplásticos da lugar a polímeros sin aditivar compuestos mayoritariamente por sustancias que proceden de fuentes naturales renovables, lo que representa una alternativa sostenible al uso de envases alimentarios obtenidos a partir de fuentes medioambientales no renovables.