Physical and barrier properties of chemically modified pectin with polycaprolactone through an environmentally friendly process

Abstract

The paper reports the preparation of a novel material composed of pectin chemically modified with polycaprolactone (PCL). PCL was firstly functionalized through radical grafting of maleic anhydride and glycidyl metbacrylate in the molten state and then used as grafting agent onto pectins from apple, using a solvent free process. The obtained material was submitted to melt process on laboratory scale and films obtained. Structural, thermal, mechanical, and barrier properties to water vapor were evaluated and compared with pure pectin and modified PCL’s films. The used strategy allowed to overcome the processability problems of a natural polymer, like pectin, that undergoes degradation with the temperature and is not processable without additives and plasticizers. The proposed green process represents a good opportunity to manufacture waste materials from fruits to obtain flexible and fully biodegradable polymers for food packaging applications, as interesting alternative to not biodegradable traditional thermoplastics.

TSC Opinion

La Polycaprolactone est un polyester biodégradable, et la pectine est un polymère naturel aussi biodégradable. Les auteurs de cette étude ont modifié les Polycaprolactones qu’ils ont fonctionnalisées afin qu’elle puisse réagir avec les pectines. Ils forment ainsi un nouveau polymère dont les caractéristiques montrent qu’il est utilisable pour des films d’emballage alimentaire. Les auteurs soulignent que la chimie utilisée n’a pas besoin d’additifs ou de plastifiants, c’est donc une chimie verte respectueuse de l’environnement. Toutefois, même si les deux matières premières principales sont biodégradables individuellement, la biodégradabilité du nouveau polymère n’a pas été évaluée. D’autres part, les déchets de fruits d’où sont extraites les pectines sont en quantités limitées sur les marchés et à un coût relativement élevé. Les auteurs n’ont pas présenté d’analyse du coût matière ni des quantités disponibles pour des applications telles que l’emballage alimentaire qui sont très gourmandes en volume de polymère. Voici donc un polymère biosourcé peut-être biodégradable de plus sur l’étagère des industriels.