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Letras Universidad de Sevilla

Proyecto de investigación


Desarrollo de Materiales Superabsorbentes Biodegradables Procesados a partir de Subproductos Agroindustriales

Responsable: Antonio Guerrero Conejo / Felipe Cordobés Carmona
Tipo de Proyecto/Ayuda: Plan Estatal 2013-2016 Excelencia - Proyectos I+D
Referencia: CTQ2015-71164-P
Fecha de Inicio: 01-01-2016
Fecha de Finalización: 31-12-2019

Empresa/Organismo financiador/es:

  • Ministerio de Economía y Competitividad

Equipo:

Contratados:

  • Investigadores:
    • M. Estefanía Álvarez Castillo

Resumen del proyecto:

Actualmente se admite la necesidad cada vez más apremiante de desarrollar nuevos materiales que sean más sostenibles. Los materiales superabsorbentes constituyen un claro ejemplo, lo cual implica que estén basados en materias primas renovables, de menor coste y con menor impacto ambiental. A pesar de ello, la comercialización de productos superabsorbentes basados en materias primas de origen natural, que sean biocompatibles y biodegradables se encuentra aún bastante limitada, por lo que existe una evidente necesidad de impulsar la investigación en el sector.

El proyecto pretende contribuir a satisfacer esa necesidad, al establecer como objetivo principal el desarrollo de nuevos materiales que presenten gran capacidad de absorción de agua (absorbentes y superabsobentes), que puedan ser procesados mediante técnicas de eficacia contrastada en la industria de fabricación de plásticos. Todo ello a partir de fuentes naturales renovables tales como proteínas procedentes de subproductos de la industria agroalimentaria o sus mezclas con un polisacárido como el almidón. Además de su capacidad absorbente estos materiales deben presentar propiedades mecánicas y biodegradabilidad apropiadas para que puedan suponer una alternativa a los fabricados con polímeros sintéticos.

El desarrollo de materiales superabsorbentes biodegradables (SAB) requiere un adecuado conocimiento de las propiedades fisicoquímicas y funcionales de las proteínas a utilizar, así como de las técnicas de procesado de matrices poliméricas (extrusión, moldeo por compresión o por inyección), de producción de nanofibras (electrohilado) y de post-procesado (extracción de la fase segregada y liofilización). Con objeto de obtener materiales que se adapten mejor a las necesidades de aplicación, se optimizará su formulación y procesado mediante la evaluación de sus propiedades físico-químicas, considerando la capacidad de absorción como función objetivo, así como de su comportamiento reológico, mecánico, y su biodegradabilidad, que imponen ciertas restricciones relacionadas con la necesidad de mantener una integridad mecánica y compatibilidad medioambiental adecuadas.

Se evaluará el potencial de mejora de absorción de las matrices al incorporar nanopartículas de arcilla y nanofibras preferentemente biopoliméricas, así como la incorporación de aditivos que mejoren las propiedades hidrofílicas de la matriz (reductores, desnaturalizantes, o reactivos de efervescencia). En una etapa posterior se llevará a cabo la funcionalización de proteína para la mejora potencial de los materiales SAP como alternativo o los polímeros acrílicos en aplicaciones higiénico-sanitarias. Como resultado del proyecto se pretende adquirir el conocimiento científico y establecer las bases tecnológicas necesarias para conseguir matrices absorbentes y superabsorbentes biodegradables que, en función de su uso final, deben aglutinar las siguientes características: gran superficie específica y porosidad, alta capacidad de absorción, retención de agua y rehidratación, adecuada integridad mecánica y biodegradabilidad. Asimismo, se evaluará su potencial en productos SAB para higiene personal y para horticultura mediante la incorporación de micronutrientes y su liberación. Finalmente, se abordará un estudio de sostenibilidad de matrices SAB en ambas aplicaciones.

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