Evolution of the free volume during water desorption in thermoplastic starch/citric acid films: In situ positron annihilation studies

Autores
Estevez Areco, Santiago; Macchi, Carlos Eugenio; Guz, Lucas Martín; Goyanes, Silvia Nair; Somoza, Alberto Horacio
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The effect of citric acid (CA) concentration and water content on the free hole volume of thermoplastic cassava starch films (TPS) was studied. To this aim, continuous in situ positron annihilation lifetime spectroscopy measurements were performed at fixed moisture content and during water desorption. The results show that the increase in CA concentration leads to wider free hole volume distributions with lower mean values. During water desorption, the mean values and width of such distributions systematically decrease with the exposure time, and the evolution of the hole volumes was well-described using the Kohlrausch-Williams-Watts function. The water vapour permeability was significantly higher in films incorporating 5 % (w/w) of CA, in line with the more open network of this material that was revealed in the hole volumes distribution. The Young´s modulus of all the developed films increased significantly after partial water desorption, which was attributed to the plasticizer loss reflected in a decrease in the mean hole volume value (between 4 % and 13 %). This work evidences that the control and report of the relative humidity are essential when testing TPS-based films, as their nanostructures are strongly dependent on external conditions.
Fil: Estevez Areco, Santiago. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Macchi, Carlos Eugenio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Guz, Lucas Martín. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental; Argentina
Fil: Goyanes, Silvia Nair. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina
Fil: Somoza, Alberto Horacio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Materia
Thermoplastic starch
Citric acid
Free hole volume
Positron annihilation lifetime spectroscopy
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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During water desorption, the mean values and width of such distributions systematically decrease with the exposure time, and the evolution of the hole volumes was well-described using the Kohlrausch-Williams-Watts function. The water vapour permeability was significantly higher in films incorporating 5 % (w/w) of CA, in line with the more open network of this material that was revealed in the hole volumes distribution. The Young´s modulus of all the developed films increased significantly after partial water desorption, which was attributed to the plasticizer loss reflected in a decrease in the mean hole volume value (between 4 % and 13 %). This work evidences that the control and report of the relative humidity are essential when testing TPS-based films, as their nanostructures are strongly dependent on external conditions.Fil: Estevez Areco, Santiago. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. 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Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. 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