Synthesis of caffeine/Poly (vinyl alcohol) polymer with UV-protection properties

Abstract

Se preparó una película transparente a base de un compuesto de alcohol polivinílico (PVA) y cafeína para protección contra rayos ultravioleta. La espectroscopia UV-Vis reveló que la película al 1,00% en peso de cafeína cruda presentó propiedades protectoras contra rayos UV con aproximadamente un 43,27% de absorción de la radiación total incidente. La película con alta concentración (5.00% en peso) mostró una capacidad de absorción similar, pero era muy frágil. Por otro lado, la espectroscopia ATR-FTIR mostró una notable disminución en la absorción de la banda OH con la adición de 1.00% en peso de cafeína cruda, lo que implica que las regiones amorfas y cristalinas del PVA interactúan con las moléculas de cafeína a través de enlaces de hidrógeno, hasta la saturación. Este estudio sugiere la incorporación correcta de cafeína dentro de la matriz polimérica. El análisis de difracción de rayos X sugiere que la fase alfa (α) de cafeína está incorporada en el compuesto, sin embargo la desaparición del pico característico [1-12] indica la formación de aglomerados de cafeína con una orientación preferida a lo largo de los planos [110]. También se corrobora que la película más amorfa fue la de 1% en peso de cafeína, con un grado cristalino de aproximadamente 14.82%. Con respecto a la película polimérica que se preparó a partir de la solución acuosa al 1.00% de cafeína, la espectroscopía XPS mostró una concentración real de cafeína de aproximadamente 0.94%, nivel de impurezas de 9.61% y humedad de 36.7%. Finalmente, las micrografías de SEM mostraron estructuras laminares de cafeína sobre el PVA justificando la formación de complejos de cafeína a lo largo de la dirección [110].