Water barrier properties of starch-clay nanocomposite films Propriedades de barreira à água de filmes de nanocompósitos de amido e argila

The functional properties of corn starch based films were improved by incorporating nanoclay (Montmorillonite). Nanoclay was incorporated in the polymer matrix using two different methodologies and the films were formed by casting. The effect of film preparation methodology and of the nanoclay concentration on the physicochemical properties of the films was studied. Depending on film preparation method used, intercalated or exfoliated nanocomposite films were obtained. The FTIR spectra showed a strong interaction between the montmorillonite and the starch molecules. Opacity was dependent on the nanoclay dispersion method used. Water vapor solubility and permeability decreased with increasing montmorillonite content and were affected by the dispersion method. Water diffusion was only dependent on the nanoclay content due to the increase in tortuosity of the diffusion path, caused by the nanoparticles. The results showed that the incorporation of 5% of montmorillonite using an adequate dispersion method, improved the water resistance and barrier properties of corn starch based films. Nanoparticles reduced the damage caused to the properties of these hydrophilic films by the increase in moisture content.
As propriedades funcionais de filmes à base de amido de milho foram melhoradas pela incorporação de nanoargila (montmorilonita). Nanoargila foi incorporada na matriz polimérica por meio de duas metodologias diferentes e os filmes foram produzidos por casting. Os efeitos da metodologia de preparação e da concentração de nanoargila nas propriedades físico-químicas dos filmes foram estudados. Conforme os métodos de elaboração, filmes intercalados e esfoliados de nanocompósitos foram obtidos. Os espectros FTIR mostraram uma forte interação entre a argila montmorilonita e as moléculas de amido. A opacidade foi dependente do método utilizado para a dispersão da nanoargila. A solubilidade e a permeabilidade ao vapor de água diminuíram com o aumento do teor de montmorilonita e ambas as propriedades foram afetadas pelo método de dispersão. A difusão de água foi dependente do conteúdo de nanoargila, em razão do aumento na tortuosidade do caminho de difusão causado pelas nanopartículas. Os resultados mostraram que a incorporação de 5% de montmorilonita pelo método de dispersão adequado melhorou a resistência à água e as propriedades de barreira dos filmes de amido de milho. As nanopartículas reduziram os danos causados nas propriedades desses filmes hidrofílicos pelo aumento do teor de umidade.