Efecto del sorbitol sobre la relajación estructural en películas de gelatina en estado vítreo

[摘要] El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del sorbitol sobre la cinética de relajación estructural de películas de gelatina almacenadas bajo la temperatura de transición vítrea (Tg). Películas de gelatina de bovino y sorbitol fueron preparadas mediantecasting en frío. El sorbitol fue agregado en fracciones en peso (Qs) de 0,0, 0,06 y 0,10. Las películas fueron acondicionadas en un ambiente de humedad relativa constante (44%) utilizando una solución saturada de carbonato de potasio, obteniéndose fracciones de contenido de humedad en peso (Qw) de 0,18, 0,16 y 0,18 respectivamente. La entalpía de relajación(ΔH) fue determinada mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). Las muestras utilizadas en este estudio presentaron valores de Tg de 48ºC (Qs=0,0), 35ºC (Qs=0,06) y 30ºC (Qs=0,10). Luego de eliminar el historial térmico (30ºC sobre Tg, 15min), las muestras fueron almacenadas isotérmicamente a 10ºC bajo Tg onset entre 2 y 80 horas. La adición de sorbitol produjo una reducción significativa (p<0,05) en la cinética de relajación estructural. La linealización del valor de entalpía de relajación (ΔH) en función del logaritmo del tiempo de almacenamiento mostró una reducción de la pendiente en las muestrasplastificadas con sorbitol. La reducción en la cinética de relajación estaría relacionada con el efecto de empaquetamiento molecular asociado a la presencia de polioles en matrices en estado vítreo recientemente reportada mediante espectroscopía de positrones (PALS).  Palabras clave: Gelatina, plastificantes, estado vítreo, relajación entálpica.    Effect of sorbitol on structural relaxation ofgelatin films in the glassy state  Abstract  The objective of this work was to study the effect of sorbitol on the kinetic of enthalpy relaxation ofgelatin films stored at temperatures below the glass transition temperature (Tg). Bovine gelatin and sorbitol films were prepared by cold casting method. Sorbitol was added at weight fraction (Qs) of 0.0,0.06 and 0.10. Films were equilibrated in environment of 44% relative humidity using a saturated salt solution of potassium carbonate, giving a moisture weight fraction in samples (Qw) of 0.18, 0.16 and0.18 respectively. Enthalpy relaxation (ΔH) was measured by differential scanning calorimetry (DSC). Tgvalues of the samples tested were observed at 48ºC (Qs=0.0), 35ºC (Qs=0.06) and 30ºC (Qs=0.10). After the thermal history deletion (30ºC above Tg, 15 minutes), samples were annealed from 2 to 80 hours at 10ºC below Tg onset. The addition of sorbitol showed a significant reduction (p<0.05) in structural relaxation kinetic. The linearization of relaxation enthalpy (ΔH) versus log of annealing time showed a reduction of the slope in samples plasticized with sorbitol. The reduction in structural relaxation kinetic could be related to the effect of molecular packing by the presence of polyol in polymer matrix as has been recently reported by Positron Annihilation Spectroscopy (PALS). Keywords : gelatin, plasticizers, glassy state, physical aging.    Efeito do sorbitol em relaxação estrutural de filmes de gelatina em estado vítreo  Resumo  O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do sorbitol sobre a cinética da relaxação estrutural de películas de gelatina armazenadas a temperatura inferior a temperatura de transição vítrea (Tg). Filmes de gelatina bovina e sorbitol foram preparados por moldagem a frio. O sorbitol foi adicionado em fracçõesde peso (QS), de 0,0, 0,06 e 0,10. Os filmes foram acondicionados em atmosfera de humidade relativaconstante (44%), utilizando uma solução saturada de carbonato de potássio, obtendo-se de frações de teor de humidade de peso (Qw) de 0,18, 0,16 e 0,18, respectivamente. A entalpia de relaxação ( D H) foi determinada por Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC). As amostras usadas neste estudo apresentaram valores de Tg de 48°C (Qs = 0,0), 35ºC (Qs = 0,06) e 30ºC (Qs = 0,10). Após eliminar historial térmico (30°C a Tg, 15 minutos), as amostras foram armazenadas isotermicamente a 10°C sob Tg onset entre 2 e 80 horas. A adição de sorbitol produziu uma redução significativa (p <0,05) na cinéticada relaxação estrutural. A linearização do valor de entalpia de relaxação ( D H) versus o logaritmo dotempo de armazenamento apresentou uma redução do declive nas amostras plastificados com sorbitol.A redução da cinética de relaxamento poderia estar relacionada com o efeito de empaquetamiento molecular associado à presença de polióis em matrizes em estado vítreo recentemente relatado pela espectroscopia de positroês (PALS).  Palabras-chave: gelatina, plastificantes, estado vítreo, relaxação estrutural.      Cita :Díaz-Calderón P, Quero F, MacNaughtan B, Rousennova M, Enrione J. Efecto del sorbitol sobre la relajación estructural en películas de gelatina en estado vítreo. rev.ion. 2015;28(2):93-101.

[学科分类] 工业化学