Tesis Doctorado
Efecto del empaquetamiento molecular sobre la relajación estructural en gelatina en estado vitreo
Autor
Enrione-Cáceres, Javier I
Universidad de Santiago de Chile
Institución
Resumen
Se estudió cómo la presencia de polioles de distinto peso molecular modifica la
configuración estructural de gelatina de bovino y el efecto que produce sobre la
cinética de relajación estructural cuando el material es almacenado bajo la
temperatura de transición vítrea (Tg). Se trabajó con películas de gelatina en
mezclas con etilenglicol, glicerol y sorbitol (plastificantes de distinto peso
molecular) a cuatro concentraciones diferentes en el rango entre 0-10% base
seca (bs).
La cinética de relajación estructural se analizó mediante pruebas calorimétricas
(Differential Scanning Calorimetry, DSC) y pruebas mecánicas dinámicas
(Dynamic Mechanical Analysis, DMA), en seis tiempos de envejecimiento (0-80
h), 1 ooc bajo Tg. Se observó que la cinética de relajación ocurre a una
velocidad inferior en presencia de los plastificantes mencionados. Este efecto
se podría explicar a partir de los cambios estructurales observados a escala
nanoscópica (mediante Positrón Annihilation Lifetime Spectroscopy, PALS) que
ocurren en la matriz, los cuales se asocian con un aumento en el grado de
empaquetamiento molecular del sistema. Esto explicaría adicionalmente la
reducción que ocurre en la sorción de humedad en el estado vítreo.
Sin embargo este cambio estructural no se asocia con una menor movilidad
molecular, ya que los resultados muestran una disminución de Tg y del Módulo
E' en presencia de los polioles.
La cinética de relajación fue numéricamente representada por la ecuación de
Tooi-Narayanaswamy-Moynihan (TNM) evidenciando la condición noexponencial
y no-lineal del fenómeno de relajación a partir de la disminución de
los parámetros f3 y x, respectivamente, en función del tiempo de
almacenamiento.
Estudios complementarios focalizados en la nanoestructura de la gelatina
mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) destacan el rol que cumple el
agua en la estabilización de estructuras helicoidales a base de gelatina.