Starch and Starch/Bacterial Nanocellulose Films as Alternatives for the Management of Minimally Processed Mangoes

Improving the storage of minimally processed mangoes represents a substantial challenge for packaging. For this purpose, thermoplastic starch (TPS) and its composites with bacterial cellulose nanoribbons (TPS/BC) are used as wrapping materials to prolong the shelf life of minimally processed mangoes. Commercial polyvinyl chloride stretch (PVC) films and unwrapped mangoes are used as the controls. The samples were stored at 75% RH and 5 °C for five and ten days. The films are removed after storage and subjected to mechanical tests and physical evaluation. The weight loss, firmness, total soluble solids, and total titratable acidity in the mangoes are tested to monitor fruit ripening. ATR-FTIR is used as an alternative nondestructive technique to examine fruit quality through changes in the sugar and organic acid contents. The results showed that TPS films reduced mango weight loss until the fifth day (2.84%), whereas the reduction in weight loss seen in mangoes wrapped with TPS/BC is even lower (13.18%). Therefore, even though both TPS and TPS/BC films can be used to prolong the fruit shelf life for five days, the latter is more effective. The elongations at break of both film samples remained constant over time, which means that these films can be used under stress conditions.Fil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Universidad Pontificia Bolivariana; Colombia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Zuluaga, Robin. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Castro, Cristina. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Velez, Lina. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Gañán, Piedad. Universidad Pontificia Bolivariana; Colombi

Carboxymethylated bacterial cellulose: An environmentally friendly adsorbent for lead removal from water

Carboxymethylated bacterial cellulose (CMBC) was synthesized under controlled reaction condition to provide a material with a degree of substitution (DS) that guarantees that the characteristic water insolubility of cellulose is retained (DS = 0.17). The CMBC synthesized was fully characterized by conductometric titration, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, thermogravimetric analysis and solubility assays. The suitability of the produced CMBC for lead removal from water was evaluated. Experimental isotherm data were fitted to different models of sorption isotherms: Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich, and Frumkin, with Langmuir equation resulting in the best fit. Kinetic data were also adjusted to pseudo-first-order and pseudo-second-order models and results undoubtedly showed that the pseudo-second-order kinetic equation was the one that most appropriately described the lead adsorption of CMBC, indicating that lead is adsorbed on CMBC predominantly by chemical interaction. The breakthrough curve was fitted to different models: Bohart-Adams, Clark and Modified Dose-Response, being the Bohart-Adams equation the one that gave the best fit. Desorption studies were carried out in order to know the technical feasibility of the reuse of CMBC. Almost 96% of the retained lead was eluted in just 20 mL, and the CMBC lifetime was over 50 adsorption/desorption cycles. Overall, results obtained suggest that the CMBC herein synthesized may result in an alternative economic and environmentally friendly lead adsorbent for water treatment.Fil: Rossi, Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Tecnológico de Buenos Aires; ArgentinaFil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Cerrutti, Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Foresti, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Errea, María Inés. Instituto Tecnológico de Buenos Aires; Argentin

Block copolymer micelles generated by crystallization-driven self-assembly in polymer matrices

In this review we show how Crystallization-Driven Self-Assembly (CDSA), a method originally employed for the self-assembly of block copolymers in solution, was extended to the synthesis of elongated micellar nanostructures in polymer matrices. By highlighting some of the works published by our group in this area, the conditions to synthesize nanostructured polymers by CDSA are discussed. The knowledge of these conditions will allow developing a new generation of nanomaterials with tailored architecture according to a required application.Fil: Gutiérrez González, Jessica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schmarsow, Ruth Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Puig, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schroeder, Walter Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Zucchi, Ileana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Compendio de las alternativas para el desarrollo de materiales que brindan las estructuras celulósicas aisladas de residuos de la agroindustria de musáceas

Desde finales del siglo XX tanto a nivel científico como tecnológico se vienen analizando múltiples tipos de estructuras derivadas de plantas que puedan ser empleadas como reforzantes o aditivos para mejorar el desempeño mecánico, eléctrico, térmico, magnético, o químico de múltiples tipos productosque pueden ser empleados en campos tan diversos como la industria textil, el desarrollo o mejoramiento de alimentos o incluso para el desarrollo de baterías o sistemas de almacenamiento de energía. Las fibras naturales, también conocidos como haces fibrosos y en especial las derivadas de plantas, cada vez másrepresentan una importante alternativa en esta línea debido a las ventajas que ofrecen tanto desde el punto de vista técnico como ambiental y económico. Dentro de las fuentes alternativas para obtener fibras naturales y la gama de subestructuras de celulosa que pueden ser aisladas a partir de ellas, los residuos agroindustriales se consolidan como una importante fuente de materias primas, en especial cuando se desea promover procesos de economía circular, o el cierre de ciclos productivos bajo consideraciones de sostenibilidad. En el presente texto se abordan diferentes alternativas de uso de las fibras naturales y sus respectivas subestructuras celulósicas que pueden ser obtenidas a partir de los residuos generados por dos de los cultivos de Musáceas más importantes de Colombia, y que corresponden al bananero y el platanero. Las alternativas presentadas en este texto, además de actuar como un compendio, también puede mostrar ejemplos que puedan orientar la investigación y el desarrollo de productos empleando los desechos de cosecha y pos cosecha de otro tipo de cultivos.Fil: Zuluaga, Robin. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Osorio, Marlon. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Velásquez Cock, Jorge. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Molina, Carlos. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Correa, Carlos. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Vélez Acosta, Lina. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Castro, Cristina. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Ruiz-Ramírez, Luis. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Serpa, Angélica. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Restrepo, Adriana. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Álvarez, Catalina. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Betancourt, Santiago. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Gañán, Piedad. Universidad Pontificia Bolivariana; Colombi

Phase separation and segregation morphology of PCL/PS blends: quantitative effect of the crystallization temperature, composition and molecular weight of PS

The phase diagrams for blends of semicrystalline poly(ecaprolactone)(PCL) with amorphous polystyrene (PS) were determined and it was noticed that when molecular weight increases, the critical composition diminishes while its temperature increases. That is the same effect that produces the increase in the polydispersity of PS. From the fitting of phase diagrams of blends of PCL witholigomers and homopolymers of PS, taking into account the polydispersity, it was possible to conclude that the miscibility in these systems is due only by entropic effects. The crystalline fraction as well as the interlamellar spacing increased with crystallization temperature while the volume fraction of the amorphous PCL in the interfibrillar regions increases for the pure PCL and in its blends with low concentration of PS. Increasing the mass fraction of PS increases the average long spacing (L) till a weight fraction of 60%, for higher mass fractions L is almost constant indicating the interfibrillar segregation ofPS. The PCL lamellar morphology is not affected when the molecular weight of PS employed is similar or higher than the molecular weight of PCL. If the PS has a higher molecular weight its penetration into the structure is inhibited.Fil: Silva, Leonel Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Riccardi, Carmen Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Carboxymethyl cellulose with tailored degree of substitution obtained from bacterial cellulose

Among the multiple industrial applications of carboxymethyl cellulose (CMC), those related to food and beverages industries (e.g. as thickener, stabilizer, emulsifier, binding agent), involve one fourth of the global CMC consumption. In the last years, a number of abundant and underutilized vegetable cellulose sources have been assayed as raw material for CMC production, as alternatives to cotton linters or cellulose feedstocks obtained from bleached pulps derived from wood. Alternatively, cellulose of microbial origin appears as a very promising highly pure raw material for CMC production. Together with molecular weight and substituents distribution, it is well established that the degree of substitution (DS) of CMC plays a key role in most food and beverages applications. In the current contribution, highly pure cellulose of bacterial origin was used to produce CMC with tailored DS in a two-stage process consisting of alkalinization with sodium hydroxide, followed by etherification with sodium monochloroacetate. Aiming to get insight into how the carboxymethylation extent conferred to BC can be easily tuned within the DS interval allowed for food uses (i.e. 0.2–1.5), the effects of NaOH concentration, molar NaOH/anhydroglucose unit ratio, molar etherifying reagent/anhydroglucose unit ratio, and etherification time, were systematically analyzed. By proper control of those variables, CMC samples with tailored DS within the 0.60–1.52 interval could be successfully obtained. Samples with varying DS were further characterized by means of FTIR, solid state 13C NMR, XRD and TGA. The suitability of using TGA data for estimating the carboxymethylation extent achieved is proposed.Fil: Casaburi, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Cerrutti, Patricia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Vázquez, Analía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Foresti, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; Argentin

Development of composite films based on thermoplastic starch and cellulose microfibrils from Colombian agroindustrial wastes

Composite materials are produced using thermoplastic starch reinforced with cellulose microfibrils. The cellulose microfibrils are isolated from two different sources and their reinforcement capacity was evaluated. Vegetable cellulose (VC) microfibrils are isolated from vascular bundles of banana rachis, while bacterial cellulose (BC) microfibrils are produced by Gluconacetobacter genus bacteria using pineapple peel juice as the culture media. For this study, both the materials were obtained from Colombian agroindustrial wastes. Composite films were characterized using different techniques, including mechanical tensile testing, attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy, and thermogravimetric analysis. The purpose of this study is to assess the effect of different processing methods and cellulose microfibrils content in the composite material behavior. The results showed that the mechanical properties were increased when cellulose microfibrils were added before gelatinization. Significant increments in Young’s modulus and tensile strength of both VC and BC composites were obtained with respect to starch matrix.Fil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Universidad Pontificia Bolivariana; Colombia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Zuluaga, Robin. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Castro, Cristina. Universidad Pontificia Bolivariana; ColombiaFil: Goyanes, Silvia Nair. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gañán, Piedad. Universidad Pontificia Bolivariana; Colombi

Photopolymerization-assisted self-assembly as a strategy to obtain a dispersion of very high aspect ratio nanostructures in a polystyrene matrix

Very high aspect ratio nano-objects dispersed in a polymer matrix impart a number of desired characteristics to the material, such as barrier properties to the diffusion of small molecules. Commonly, these dispersions are obtained via top-down procedures that require several time-consuming steps of purification, surface modification, and processing. In this article, we show that it is possible to produce a dispersion of crystalline nano-objects of very high aspect ratio through an in situ approach based on photopolymerization-driven self-assembly. For this purpose, a synthesized poly(styrene-block-ε-caprolactone) (PS-b-PCL) block copolymer was dissolved in styrene (St) monomer, and the solution was slowly photopolymerized at room temperature. Under such conditions, long crystalline nanoribbons dispersed in a PS matrix were obtained after four days of irradiation. The nanostructuration process was investigated by in situ small-angle X-ray scattering (SAXS), wide-angle X-ray diffraction (XRD), and transmission electron microscopy (TEM). Obtained results allowed us to conceptualize the formation mechanism of nanoribbons as a stepwise micellization-crystallization-growth process. When photopolymerization at room temperature was replaced by thermal polymerization at 90 °C, a dispersion of amorphous nanorods was obtained. This demonstrated that crystallization of PCL blocks played a dominant role in determining the morphology of the very high aspect ratio nano-objects obtained by photopolymerization.Fil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Riccardi, Carmen Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Ninago, Mario Daniel. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ciolino, Andrés Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química (I). Grupo Vinculado al Plapiqui - Investigación y Desarrollo en Tecnología Química; ArgentinaFil: Villar, Marcelo Armando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Ceolin, Marcelo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Zucchi, Ileana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schroeder, Walter Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin