Optimization of the transport properties of poly(ether-bloc-amide)-based breathable films by the addition of polyethylene glycols and cyclodextrins for food packaging applications : structure-functional properties relationships
Optimisation des propriétés de transport de films respirants à base de poly(éther-b-amide) par ajout de polyéthylène glycols et cyclodextrines pour des applications liées à l’emballage alimentaire : relations structure-propriétés de fonction
Résumé
Numerous fresh products rapidly perishable such as fruits and vegetables have an elevated respiratory activity which is necessary to optimize once they are conditioned in a package in order to extend their shelf-life. This optimization may be achieved by the control of gaseous flows through the package, which currently remains a true challenge. Thus, actors of the sector are in search of new polymer packaging which present high and well-defined gas permeability levels, and that especially for both respiratory gas which are O2 and CO2. In this context, poly(ether-bloc-amide) (Pebax®) has been identified as a promising candidate for the intended application due to its breathable and CO2-philic character. In this work, CO2 and O2 transport properties of Pebax®-based films prepared by solvent casting method have sought to be improved via the incorporation of CO2-philic low molecular weight species belonging to the polyethylene glycol family and/or cage molecules of cyclodextrin type – additives both approved for contact with food. The effect of quantity and nature of these additives on the functional properties of film was investigated. A study of the film stability over time was also performed and a particular attention was paid on the potential migration of the incorporated additives. The detailed characterization of the developed materials permitted to establish in fine structure-properties relations for each studied systems.
De nombreux produits alimentaires frais rapidement périssables tels que les fruits et les légumes présentent une activité respiratoire élevée qu’il est nécessaire d’optimiser une fois conditionnés dans un emballage pour prolonger leur durée de vie. Cette optimisation passe généralement par la maîtrise des flux gazeux au travers de l’emballage, ce qui reste à l’heure actuelle un véritable challenge. Ainsi, les acteurs du secteur sont à la recherche de nouveaux emballages polymères qui présentent des niveaux de perméabilité élevés et bien définis, notamment vis-à-vis des gaz respiratoires CO2 et O2. Dans ce contexte, le poly(éther-bloc-amide) (Pebax®) a été identifié comme un candidat prometteur pour l’application visée de par son caractère respirant et CO2-phile. Dans ce travail, les propriétés de transport aux gaz CO2 et O2 de films Pebax® élaborés par voie solvant, ont cherché à être améliorées via l’incorporation d’espèces CO2-philes de faible masse molaire de type polyéthylène glycol et/ou de molécules cages de type cyclodextrine – agents modifiants tous deux habilités au contact alimentaire. Les effets de la quantité et de la nature des agents modifiants sur les propriétés de fonction du film ont été étudiés. La stabilité des films a également été suivie dans le temps et une attention particulière a été portée sur l’éventuelle migration des agents incorporés. La caractérisation approfondie des matériaux élaborés a permis in fine d’établir des relations structure-propriétés pour chacun des systèmes étudiés.
Origine : Version validée par le jury (STAR)