Degradación de PHBV y sus mezclas con PCL y compuestos activos en condiciones de compostaje | Degradation of PHBV and its blends with PCL and active compounds under composting conditions | Degradació de PHBV i les seves mescles amb PCL i compostos actius en condicions de compostatge

[ES] La biodegradación de los polímeros potencialmente biodegradables puede estar afectada por la presencia de otros componentes en la matriz polimérica o por la mezcla de polímeros. Este trabajo estudia la desintegración de films biodegradables basados en PHBV y mezclas PHBV/PCL (1:1) con ácido ferúlico (FA) o extracto activo de paja de arroz (RSE) bajo condiciones de compostaje controlado (ISO 20200:2023). Se evaluó la desintegración de seis formulaciones de films durante 86 días, a través de su pérdida de peso, analizando los cambios ocurridos en los films mediante técnicas de FESEM, FTIR y TGA. Los resultados mostraron que todos los films lograron una desintegración prácticamente completa en 30 días (del orden del 90 %), cumpliendo los requisitos de compostabilidad. No obstante, se observaron cambios en la cinética de desintegración de los films en función de su composición. Los films con RSE presentaron la mayor velocidad de degradación, lo que puede atribuirse a los carbohidratos hidrofílicos del extracto que promueven la absorción de humedad y la hidrólisis de los polímeros. Por el contrario, los films mezcla de PHBV/PCL sin compuestos activos se degradaron más lentamente por la degradación más lenta de la PCL. El análisis estructural reveló la coexistencia de dos mecanismos principales: hidrólisis interna (dominante en la PCL) y acción enzimática superficial (mediada por el biofilm de microrganismos adheridos). Estos hallazgos destacan el potencial de los films con RSE para aplicaciones de envasado sostenible, combinando la biodegradabilidad mejorada con la valorización de residuos agrícolas para producir films activos para el envasado de alimentos.

[EN] The biodegradation of potentially biodegradable polymers may be affected by the presence of other components in the polymeric matrix or by the mixture of polymers. This work studies the disintegration of biodegradable films based on PHBV and PHBV/PCL (1:1) blends with ferulic acid (FA) or active rice straw extract (RSE) under controlled composting conditions (ISO 20200:2023). The disintegration of six film formulations was evaluated over 86 days through weight loss, analyzing changes in the films using FESEM, FTIR and TGA techniques. The results showed that all films achieved practically complete disintegration within 30 days (around 90%), meeting compostability requirements. However, changes were observed in the disintegration kinetics of the films depending on their composition. Films with RSE presented the highest degradation rate, which may be attributed to the hydrophilic carbohydrates in the extract that promote moisture absorption and polymer hydrolysis. In contrast, PHBV/PCL blend films without active compounds degraded more slowly due to the slower degradation of PCL. Structural analysis revealed the coexistence of two main mechanisms: internal hydrolysis (dominant in PCL) and surface enzymatic action (mediated by the biofilm of adhered microorganisms). These findings highlight the potential of RSE-containing films for sustainable packaging applications, combining improved biodegradability with the valorization of agricultural waste to produce active food packaging films.

Martínez Aguado, P. (2025). Degradación de PHBV y sus mezclas con PCL y compuestos activos en condiciones de compostaje. https://riunet.upv.es/handle/10251/224694

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