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

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del sorbitol sobre la cinetica de relajacion estructural de peliculas de gelatina almacenadas bajo la temperatura de transicion vitrea (Tg). Peliculas de gelatina de bovino y sorbitol fueron preparadas mediante casting en frio. El sorbitol fue agregado en fracciones en peso (Qs) de 0,0, 0,06 y 0,10. Las peliculas fueron acondicionadas en un ambiente de humedad relativa constante (44%) utilizando una solucion saturada de carbonato de potasio, obteniendose fracciones de contenido de humedad en peso (Qw) de 0,18, 0,16 y 0,18 respectivamente. La entalpia de relajacion (ΔH) fue determinada mediante Calorimetria 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 termico (30oC sobre Tg, 15min), las muestras fueron almacenadas isotermicamente a 10oC bajo Tg onset entre 2 y 80 horas. La adicion de sorbitol produjo una reduccion significativa (pu003c0,05) en la cinetica de relajacion estructural. La linealizacion del valor de entalpia de relajacion (ΔH) en funcion del logaritmo del tiempo de almacenamiento mostro una reduccion de la pendiente en las muestras plastificadas con sorbitol. La reduccion en la cinetica de relajacion estaria relacionada con el efecto de empaquetamiento molecular asociado a la presencia de polioles en matrices en estado vitreo recientemente reportada mediante espectroscopia de positrones (PALS). Palabras clave: Gelatina, plastificantes, estado vitreo, relajacion entalpica. Effect of sorbitol on structural relaxation of gelatin films in the glassy state Abstract The objective of this work was to study the effect of sorbitol on the kinetic of enthalpy relaxation of gelatin 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 and 0.18 respectively. Enthalpy relaxation (ΔH) was measured by differential scanning calorimetry (DSC). Tg values 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 (pu003c0.05) 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 relaxacao estrutural de filmes de gelatina em estado vitreo Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do sorbitol sobre a cinetica da relaxacao estrutural de peliculas de gelatina armazenadas a temperatura inferior a temperatura de transicao vitrea (Tg). Filmes de gelatina bovina e sorbitol foram preparados por moldagem a frio. O sorbitol foi adicionado em fraccoes de peso (QS), de 0,0, 0,06 e 0,10. Os filmes foram acondicionados em atmosfera de humidade relativa constante (44%), utilizando uma solucao saturada de carbonato de potassio, obtendo-se de fracoes de teor de humidade de peso (Qw) de 0,18, 0,16 e 0,18, respectivamente. A entalpia de relaxacao ( 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). Apos eliminar historial termico (30°C a Tg, 15 minutos), as amostras foram armazenadas isotermicamente a 10°C sob Tg onset entre 2 e 80 horas. A adicao de sorbitol produziu uma reducao significativa (p u003c0,05) na cinetica da relaxacao estrutural. A linearizacao do valor de entalpia de relaxacao ( D H) versus o logaritmo do tempo de armazenamento apresentou uma reducao do declive nas amostras plastificados com sorbitol. A reducao da cinetica de relaxamento poderia estar relacionada com o efeito de empaquetamiento molecular associado a presenca de poliois em matrizes em estado vitreo recentemente relatado pela espectroscopia de positroes (PALS). Palabras-chave: gelatina, plastificantes, estado vitreo, relaxacao estrutural. Cita : Diaz-Calderon P, Quero F, MacNaughtan B, Rousennova M, Enrione J. Efecto del sorbitol sobre la relajacion estructural en peliculas de gelatina en estado vitreo. rev.ion. 2015;28(2):93-101.