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Waterborne acrylic/casein nanoparticles as eco-friendly binder for coating
No full textFil: Picchio, Matías Luis. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.En este trabajo de tesis se investiga la síntesis de látex híbridos de acrílico/caseína, con nanoestructura controlada y bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (VOCs), para su potencial aplicación como aglutinante para recubrimientos, mediante un proceso de bajo impacto medio ambiental como lo es la polimerización en emulsión. Para esto, se abordaron problemas ligados al proceso como: i) el empleo de diferentes concentraciones de caseína y el estudio de su influencia sobre los mecanismos de nucleación e injerto de las nanopartículas; ii) la evaluación de las propiedades de las películas obtenidas a partir de los látex sintetizados y su correlación con la microestructura del polímero y la morfología de las nanopartículas; iii) el desarrollo de nuevas estrategias de síntesis para incrementar la compatibilidad de los látex ; y iv) la síntesis de látex con alto contenido de sólidos que incrementa el interés industrial del proceso propuesto. Finalmente, se realizó un estudio de factibilidad para la implementación de los látex a escala industrial, el cual involucró un detallado análisis estadístico de la formlulación de los ligantes híbridos.This thesis presents the synthesis of acrylic/casein hybrid latexes through a low environmental impact process, such as the emulsion polymerization, with the aim of obtaining nanoparticles with controlled nanostructure, low content of volatile organic compounds (VOCs), and with potential application as binder for coatings. Different aspects related to the considered process were addressed: i) the use of varied casein concentration in the emuslsion polimerization of acrylic monomers, investigating their influence on the mechanisms of particle nucleation and grafting; ii) the evaluation of film properties of the obtained latexes considering its relationship with the polymer microstructure and the nanoparticles morphology; iii) the development of new synthesis strategies to increase acrylic/casein compatibility of the hybrid latexes and iv) the polymerization with high solids, that increase the industrial interest of the proposed process. Finally, a preliminary study of feasibility for the industrial implementation of the hybrid latexes was also presented, wich involved a detailed stadistic analysis of the binder formulations.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y TécnicasAgencia Nacional de Promoción Científica y TecnológicaSecretaría de Estado de Ciencia, Tecnología e Innovación de la provincia de Santa F
Waterborne acrylic/casein nanoparticles as eco-friendly binder for coating
No full textFil: Picchio, Matías Luis. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.En este trabajo de tesis se investiga la síntesis de látex híbridos de acrílico/caseína, con nanoestructura controlada y bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (VOCs), para su potencial aplicación como aglutinante para recubrimientos, mediante un proceso de bajo impacto medio ambiental como lo es la polimerización en emulsión. Para esto, se abordaron problemas ligados al proceso como: i) el empleo de diferentes concentraciones de caseína y el estudio de su influencia sobre los mecanismos de nucleación e injerto de las nanopartículas; ii) la evaluación de las propiedades de las películas obtenidas a partir de los látex sintetizados y su correlación con la microestructura del polímero y la morfología de las nanopartículas; iii) el desarrollo de nuevas estrategias de síntesis para incrementar la compatibilidad de los látex ; y iv) la síntesis de látex con alto contenido de sólidos que incrementa el interés industrial del proceso propuesto. Finalmente, se realizó un estudio de factibilidad para la implementación de los látex a escala industrial, el cual involucró un detallado análisis estadístico de la formlulación de los ligantes híbridos.This thesis presents the synthesis of acrylic/casein hybrid latexes through a low environmental impact process, such as the emulsion polymerization, with the aim of obtaining nanoparticles with controlled nanostructure, low content of volatile organic compounds (VOCs), and with potential application as binder for coatings. Different aspects related to the considered process were addressed: i) the use of varied casein concentration in the emuslsion polimerization of acrylic monomers, investigating their influence on the mechanisms of particle nucleation and grafting; ii) the evaluation of film properties of the obtained latexes considering its relationship with the polymer microstructure and the nanoparticles morphology; iii) the development of new synthesis strategies to increase acrylic/casein compatibility of the hybrid latexes and iv) the polymerization with high solids, that increase the industrial interest of the proposed process. Finally, a preliminary study of feasibility for the industrial implementation of the hybrid latexes was also presented, wich involved a detailed stadistic analysis of the binder formulations.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y TécnicasAgencia Nacional de Promoción Científica y TecnológicaSecretaría de Estado de Ciencia, Tecnología e Innovación de la provincia de Santa F
Látex Hiridos acrílico-caseína como ligantes acuosos más amigables con el medio ambiente
No full textEn el Grupo de Polímeros y Reactores de Polimerización del INTEC se ha realizado un trabajo de investigación detallado del proceso de obtención de látex híbridos acrílicos/caseína y su aplicación como recubrimientos en base acuosa (Picchio et al., 2014, 2015a-b y Picchio 2016). El presente artículo presenta los principales resultados relacionados con esta investigación, involucrando la producción de látex híbridos acrílico-caseína con el propósito de obtener un ligante ecológico que satisfaga las propiedades más sensibles de una aplicación como recubrimiento (baja MFT, buena resistencia al bloqueo, dureza, y capacidad de biodegradación parcial en condiciones de compostaje.Fil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Gugliotta, Luis Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Minari, Roque Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin
Biosensors Based on Nanomaterials: Transducers and Modified Surfaces for Diagnostics
No full textThe use of nanoparticles has opened a new era in the development of nanobiosensors capable of achieving analytical responses that compete with the most powerful instrumental techniques. Nanobiosensors are devices that allow analytical determinations through a specific action event between an analyte ofinterest and a bio-recognition molecule. These recognition molecules as enzymes,antibodies, nucleic acids, and aptamers are studied in detail in this chapter. The role of nanomaterials in biosensors is described in a separate section since they play a central role, allowing the understanding of their physicochemical properties such as quantum confinement, surface plasmon resonance, magnetic properties, and the effect of area increase. In addition, a brief review is provided about some basic concepts for the integration of the sensor components and their function in sensing systems found in the literature. Subsequently, a classification is proposed to summarize its fundamental characteristics, mechanism of operation, analytical characteristics, advantages, and disadvantages. Then, the main nanobiosensor types found in the literature are detailed, and specific explanations are given, e.g., those based on the determination of electrical, piezoelectric, colorimetric, fluorescent, and chemiluminescent properties. Likewise, the functioning of recently developed nanobiosensors is discussed, such as those based on local (SERS). Also, the applications of nanobiosensors in different fields of biomedicine and their fundamental importance to advance in the diagnosis of multiple pathologies as cancer are detailed. Finally, we discuss the state of the art and the future perspectives of scientific development.Fil: Romero, Marcelo Ricardo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Picchio, Matías Luis. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
Acrylic/casein latexes with controlled degree of grafting and improved coating performance
No full textThe production of acrylic/casein nanocomposites constitutes a promising alternative for developing new materials from renewable resources and with an important substitution of petroleum based monomers. Unfortunately, a low degree of grafting between both components limits their successful application in many fields. This proposal opens the opportunity for synthesizing polymer/casein nanocomposites with controlled degree of grafting by using, in the emulsifier-free emulsion polymerization of acrylic monomers, highly-methacrylated casein with varied degree of functionalization. The benefits of this strategy are assessed by analyzing the performance of the obtained hybrid nanocomposites for their application as bio-based waterborne coatings.Fil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad Regional Villa Maria; ArgentinaFil: Passeggi, Mario Cesar Genaro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Física del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Física del Litoral; ArgentinaFil: Barandiaran, María J.. Universidad del País Vasco; EspañaFil: Gugliotta, Luis Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Minari, Roque Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin
Waterborne acrylic-casein latexes as eco-friendly binders for coatings
No full textThe use of casein as renewable resource to produce eco-friendly hybrid latexes has an increasing importance in industrial applications especially for high performance waterborne coatings. This work describes the synthesis of hybrid acrylic-casein latexes by emulsion polymerization of acrylic monomers in presence of varied casein concentration, and in absence of emulsifier which is usually a challenge for preparing of stable nanocomposite latexes. The production and microstructure characterization of the casein-acrylic nanoparticles, as well as the properties of the films obtained from the hybrid latexes are here reported. The synthesized acrylic-casein latexes are able to form films with promising properties for a potential application as waterborne bio-based coatings.Fil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Passeggi, Mario Cesar Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Física del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Física del Litoral; ArgentinaFil: Barandiaran, María J.. University of the Basque Country; EspañaFil: Gugliotta, Luis Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Minari, Roque Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin
Waterborne Coatings from Casein and Carbohydrate Biobased Raw Materials
No full textIn this chapter, the potentiality of using a natural polymer (casein) and acarbohydrate (monosaccharides) as raw material to produce waterbornelatexes for coating applications will be presented. Indeed, casein is a subproductderived from bovine milk, easily available at high purity and with alow cost, while a substantial part of the carbohydrates commerciallyavailable in the food industry is regrettably wasted as a surplus of their196 Handbook of Waterborne Coatings agricultural production or through domestic wastage. Their valorization is an important issue toward more sustainable processes. Along this chapter,the importance of controlling the degree of compatibility between polymersby providing the biobased materials with internal (terminal) doublebonds during its modification (when it is required) to broaden the range ofpolymer characteristics and to improve their final application properties willbe emphasized. Finally, it will be discussed for the two considered systems,examples of their application as binders in waterborne coatings.Fil: Desport, Jessica S.. Universidad del País Vasco; EspañaFil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad Regional Villa Maria; ArgentinaFil: Gugliotta, Luis Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Barandiaran, María J.. Universidad del País Vasco; EspañaFil: Minari, Roque Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentin
Hidrogeles supramoleculares nanocompuestos basados en PVA/ácido gálico y celulosa nanocristalina
Full text linkEl desarrollo de hidrogeles de alta tenacidad, con la capacidad de imitar las cualidades o propiedades de los tejidos biológicos, ha recientemente emergido como un tópico de gran interés en la comunidad científica. Una estrategia muy utilizada para la preparación de estos geles se basa en el uso de polímeros entrecruzados de forma reversible y dinámica, incorporando un entrecruzante con la capacidad de formar puentes hidrogeno con diferentes grupos funcionales de las cadenas poliméricas. En el presente trabajo se prepararon hidrogeles supramoleculares de poli(vinil alcohol) (PVA) y ácido gálico (GA), incorporando nanocristales de celulosa recubiertos con ácido tánico (CNC@TA), para la obtención de hidrogeles de alta tenacidad.Fil: Carnicero, Anabela. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; ArgentinaFil: Bonafe Allende, Juan Cruz. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; ArgentinaFil: Picchio, Matías Luis. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; ArgentinaFil: Alvarez Igarzabal, Cecilia Ines. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; ArgentinaFil: Martinelli, Marisa. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; ArgentinaIV Workshop de Polímeros Biodegradables y BiocompuestosMar del PlataArgentinaUniversidad Nacional de Mar del Plata; Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiale
Food-protecting films based on soy protein isolate and natural deep eutectic solvents: Antimicrobial and antioxidant properties
Full text linkNatural deep eutectic solvents (NADES) have just recently emerged as promising plasticizers in food coating applications owing to their excellent anti-frosting properties, low cost, and biosafety. Herein, we report for the first time the use of NADES as bioactive additives of soy protein isolate (SPI) to fabricate functional packaging materials. A neoteric eutectic solvent based on choline chloride/tannic acid (ChCl/TA) and the classical ChCl/citric acid mixture (ChCl/Cit) were explored to be integrated into the protein matrix at really high ratios (150 and 200 wt%). The resulting films were characterized by assessing morphological, physicochemical, and mechanical properties, as well as antioxidant and antimicrobial activities. The films exhibited a hydrophilic surface but limited water swelling (less than 10%), suggesting the formation of a crosslinked network between NADES and SPI. The ChCl/Cit films demonstrated potent antimicrobial activity in bacterial growth inhibition assay on chicken breast as well as in agar diffusion assays with inhibition zone diameters over 20 mm for gram+ and gram-bacteria, while ChCl/TA films showed the highest tensile strength (ranging from 744 to 2740 kPa), superior antioxidant activity (DPPH scavenging activity of ≈82%), and high light barrier properties, advantageous for storing light-sensitive food products. The incorporation of high concentrations of NADES in film production provides a novel and practical approach to improving the properties of protein materials for food packaging applications.Fil: Mercadal, Pablo Agustin. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: González, Agustín. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentin
Biphasic Approach for the Synthesis of Au Nanoparticles via Diffusional Release of Gallic Acid from Supramolecular Hydrogels to Aqueous Solutions: Implications for Biomedical Applications
No full textOwing to the unique optical and chemical properties of plasmonic nanoparticles, new synthetic approaches for their fabrication are constantly being developed to control their size, shape, colloidal stability, and surface functionalization. This work presents a biphasic method based on the controlled release of a reducing agent from a supramolecular polymer hydrogel to produce gold nanoparticles (Au NPs). Specifically, Au NPs are obtained by gallic acid (GA) diffusion from a poly(vinyl alcohol) (PVA)/GA hydrogel to a Au3+ solution using the reducing properties of polyphenols. The formation process of Au NPs is investigated under different conditions, such as changing the PVA/GA stochiometric ratio and Au3+ concentration. It is demonstrated that a subtle change in the conditions leads to different Au NPs sizes and morphologies. Au NPs of small size can be obtained (<20 nm) using this method, in contrast with Au NPs produced by simply mixing GA with Au3+ at any GA/Au3+ concentration ratio. For instance, when 5 wt % GA in the PVA-GA hydrogels in combination with 0.25 mM Au3+ solution is used, spherical and highly monodispersed (7 ± 2 nm) GA-functionalized Au NP colloidal dispersions can be obtained, giving a suitable substrate for biomedical applications. The results are rationalized in terms of different standard diffusional models, morphological characterization of the PVA-GA hydrogels, and UV-vis spectroscopy in combination with electrodynamic simulations.Fil: García Schejtman, Sergio David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Mercadal, Pablo Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Veglia, Alicia Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Coronado, Eduardo A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin
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