El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad el estudio de la síntesis y caracterización de las resinas alquídicas a partir del ácido graso vegetal, proveniente del sacha inchi (plukenetia volubilis). En la actualidad, el aceite de mayor uso y de gran demanda para aplicaciones industriales es el aceite de linaza, debido a que presenta un elevado grado de ácidos poliinsaturados, brindándole buenas propiedades secantes a las resinas por ello se busca alternativas con alta eficiencia tal como el aceite de sacha inchi, que presenta en su composición un elevado grado de ácidos poliinsaturados, reportando un valor de índice de iodo de 189, considerado como aceite secante y capaz de formar películas secas y duras. Para la formulación de estas resinas alquídicas se determinó el punto gel, mediante el método de funcionalidad del sistema y el cálculo del número ácido. Se sintetizaron dos tipos de resina: una de cadena corta, con un 40% en peso de aceite y otra, de cadena mediana, con un 54% en peso del aceite. Para ambos casos se compararon sus propiedades con resinas alquídicas sintetizadas con aceite de linaza. Las resinas alquídicas en base al aceite de sacha inchi presentaron una mejor retención de color (valores menores a 3 en la escala Gardner), además de tener menor tiempo de secado y una dureza de película similar a las resinas alquídicas sintetizadas con el aceite de linaza. Las resinas de sacha inchi tuvieron modificaciones de un máximo de 4% en peso del anhídrido ftálico por el anhídrido maleico. Esta modificación le dio a la resina una mayor reactividad, debido a los enlaces insaturados, obteniendo mejores tiempos de secado. Los ensayos realizados por espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), mostraron enlaces esteres que demostraron la formación del poliéster tanto para las resinas alquídicas de sacha inchi como para las de linaza. Los ensayos de termogravimetría (TGA) y el análisis térmico diferencial (DTG), determinaron sus propiedades térmicas, sobresaliendo las resinas que contenían en su formulación anhídrido maleico; esto debido a que le brindó un aumento de su densidad de reticulación. Por lo tanto, se demostró que las resinas alquídicas sintetizadas con el aceite de sacha inchi tienen propiedades muy similares a las resinas sintetizadas con el aceite de linaza, incluso mejorando la retención de color, tiempo de secado y estabilidad térmica. / Tesis

In this doctoral thesis, alkyd resins synthesized with high unsaturation renewable plant sources and polyols with different functionalities were characterized. Alkyds are synthetic resins modified with vegetable oils, whose level of unsaturation provides the resin the ability to cure in air without using a catalyst. Oil sources with high content of fatty acids and elevated concentration of double bonds are preferred in the surface coating field as they increase the crosslinking density of alkyd resins, forming a continuous film that acts as a barrier against corrosive species. In the present work, Sacha inchi oil, a Peruvian low cost agricultural feedstock, was used due to its high content of unsaturated fatty acids and its similarity to linseed oil’s composition, a drying oil widely used in the coating industry. This commercial oil was used also for comparative purposes. Glycerol and pentaerythritol, polyols with dissimilar levels of crosslinking, were used for resin manufacturing. The use of a multifunctional polyol such as pentaerythritol sought to increase branching and promote the obtainment of high solid alkyds with better film properties and weathering resistance. This study focuses on comparing the effect of the polyol and oil/fatty acid type on alkyd’s physical properties such as colour, density, viscosity, and thermal stability, and film coating’s performance (drying, hardness, chemical resistance). FT-IR, One- (1D) and two-dimensional (2D) 1H- and 13C-NMR spectroscopy were performed for alkyd structural verification. Curing process was also evaluated by a standard proceeding and Raman spectroscopy. The oxidative crosslinking time tendency was corroborated by the quartz crystal microbalance (QCM) technique. This technique has been recently applied for resin characterization and proves to be a useful tool for monitoring more precisely curing stages. Gel permeation chromatography was also carried out to characterize the molecular weight distribution and dispersity of alkyds. The protective capacity of oil-based resin films on aluminium substrates was studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy. Moreover, the anticorrosive behaviour of primers prepared with the most representative synthesized oil-based resins was verified by accelerated corrosion tests. In general, the performance of the Sacha inchi-based alkyd resins was found to be comparable to an alkyd resin prepared with linseed oil. Accelerated weathering tests showed that the mixture of pentaerythritol and Sacha inchi oil improves properties of alkyd resins and enhances the anticorrosive performance of alkyd primers. From this study, it can be concluded that Sacha inchi oil and fatty acids extracted from it have the necessary characteristics to be used as raw materials for the production of alkyd resins. The exploitation of a Peruvian non-traditional vegetable oil as a raw material in a new sector of the economy could generate direct or indirect income in the production chain collaborating with the development of the Amazon region and improving the competitiveness of the Peruvian market worldwide.

El estudio de la diversidad de las semillas y ácidos grasos de 21 muestras recolectadas en las regiones de Amazonas, Huánuco, Junín, Loreto, San Martín y Ucayali, de las dos principales especies cultivadas de sacha inchi en la Amazonía peruana, Plukenetia huayllabambana y Plukenetia volubilis revela que su identificación y trazabilidad se puede realizar teniendo en cuenta características morfológicas de las semillas, además de las propiedades fisicoquímicas y perfiles de ácidos grasos de los aceites crudos. Los análisis exploratorios de conglomerados y componentes principales realizados en las semillas de P. huayllabambana y P. volubilis revelaron diferencias entre las dos especies. El análisis de conglomerados en P. volubilis identificó cinco (05) agrupaciones que representan la diversidad de las semillas en las regiones de Huánuco, Junín, Loreto, San Martín y Ucayali. Los análisis de las propiedades fisicoquímicas en los 21 aceites crudos cuyos rendimientos estuvieron entre 29,07 y 42,97 % mostraron según dendrograma y análisis de componentes principales (PCA) cinco (05) agrupaciones de las cuales un (01) conglomerado pertenece a P. huayllabambana. Correlaciones significativas se encontraron entre la altitud de la zona productora con los contenidos de aceite crudo obtenido por prensado y grasa total con solvente. Las evaluaciones de ácidos grasos en los 21 aceites crudos de sacha inchi revelaron diferencias en su contenido de ácido palmítico, ácido esteárico, ácido cis-vaccénico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido eicosenoico, ácidos grasos saturados, ácidos grasos monoinsaturados, ácidos grasos poliinsaturados y relación omega-3/omega-6. El estudio identificó, según la relación omega-3/omega-6, semillas de sacha inchi con contenidos sobresalientes de omega-3, con relaciones superiores a 1,70 en Amazonas (P. huayllabamabana), Huánuco y San Martín (P. volubilis); relaciones intermedias entre 1,00 y 1,70 para San Martín, Junín, Loreto, y Ucayali, todos correspondientes a P. volubilis; y relaciones menores a 1 en la región San Martín (P. volubilis). El dendrograma y análisis de componentes principales identificó tres (03) agrupaciones para las 11 variables evaluadas de ácidos grasos y sus parámetros. Estas variables a través del análisis de conglomerados y componentes principales, permitieron identificar la diversidad en los 21 aceites crudos de sacha inchi, cinco (05) agrupaciones, identificando al conglomerado (V) como P. huayllambana de los fundos de Cochamal de la región Amazonas, y los otros pertenecientes a P. volubilis. Correlaciones de los ácidos grasos y sus parámetros con la altitud de la zona productora revelaron correlaciones significativas con el ácido palmítico, cis-vaccénico, linolénico y la relación omega-3/omega-6, sugiriendo fuertemente que su expresión es afectada por su origen y factores ambientales durante el crecimiento y producción de semilla. / The study of seed and fatty acid diversity of 21 samples collected in the Peruvian Amazonian regions of Amazonas, Huanuco, Junin, Loreto, San Martin, and Ucayali, revealed that both identification and traceability can be performed taking into account morphological characteristics of the seeds, selected physicochemical properties, and fatty acid composition of the crude seed oils. The exploratory analysis of clusters and principal components using seeds of P. huayllabambana and P. volubilis revealed clear differences between the two species. Cluster analysis in P. volubilis identified five groups that represent the diversity of seeds from the regions of Huanuco, Junin, Loreto, San Martin, and Ucayali. Analysis of the physicochemical properties in the 21 crude oils, whose yields were between 29.07- 42.97%, showed according to dendrogram and principal component analysis, five clusters of which one of them belongs exclusively to P. huayllabambana. Significant correlations were found between the altitude of the production area and the yield of crude oil obtained by cold pressing and total fat extraction with solvent. Fatty acid profiles in the 21 crude sacha inchi oils revealed differences in their content of palmitic, stearic, cis-vaccenic, linoleic, linolenic, and eicosenoic acids, total saturated fatty acids, monounsaturated fatty acids, polyunsaturated fatty acids, and omega-3/omega-6 ratios. The study identified, based on omega-3/omega-6 ratios, sacha inchi seeds with outstanding omega-3 contents with ratios greater than 1.70 in Amazonas (P. huayllabambana), Huanuco and San Martin (P. volubilis). Intermediate relationships between 1.00 and 1.70 were found for San Martin, Junin, Loreto, and Ucayali, all corresponding to P. volubilis; and ratios of less than 1.00, in the San Martin region (P. volubilis). The dendrogram and principal component analysis identified three clusters for the 11 fatty acid variables evaluated. Cluster and principal component analysis, allowed the assignment of diversity in the 21 crude oils of sacha inchi into five groups, identifying cluster II exclusively as P. huayllabambana from the Cochamal farms of the Amazon region, and the remaining ones to P. volubilis. Analysis of fatty acid composition and associated parameters with the altitude of the area of origin revealed significant correlations with palmitic, cis-vaccenic and linolenic acids, and the omega-3/omega-6 ratios, strongly suggesting that their expression is affected by their geographical origin and the environmental factors present during development and seed production.

Se realiza una vigilancia tecnológica aplicada a la oferta exportable de productos de sacha inchi peruano con la finalidad de identificar oportunidades que pueda aprovechar para mejorar su oferta de productos y la detección de amenazas que puedan afectar su actual y favorable posicionamiento en los mercados internacionales. Para realizar la vigilancia tecnológica, se utilizó el método propuesto por Fernández et al. (2009). Este está basado en los procesos de diseminación selectiva de información que utilizan los profesionales en ciencias de la información en bibliotecas académicas o especializadas. Los resultados revelaron principalmente amenazas para la producción de sacha inchi peruano como el bajo impacto de la producción científica peruana en generar una ventaja competitiva para el desarrollo de nuevos productos de exportación, especialmente, frente a China y otros países de la región como Brasil y Colombia y el casi nulo uso de herramientas de protección intelectual, como las patentes y marcas registradas que, más bien, es aprovechado por otros países como Canadá, Estados Unidos, China y otros países asísticos para asegurarse la comercialización de sus productos innovadores en los más importantes mercados del mundo. / A technological watch is applied to the exportable supply of Peruvian sacha inchi products in order to identify opportunities that Peru can take advantage of to improve its product offer and the detection of threats that may affect its current and favorable positioning in international markets. To perform the technological surveillance, the method proposed by Fernández et al. (2009) was used. This is based on the processes of selective dissemination of information used by professionals in information science in academic or specialized libraries. The results revealed threats to the production of Peruvian sacha inchi as the low impact of Peruvian scientific production in generating a competitive advantage for the development of new export products, especially against China and other countries in the region such as Brazil and Colombia. It also identified the limited use of intellectual protection tools, such as patents and registered trademarks that, rather, are used by other countries such as Canada, the United States, China, and other Asian countries to ensure the commercialization of their innovative products in the most important markets of the world. / Tesis

Se realiza una vigilancia tecnológica aplicada a la oferta exportable de productos de sacha inchi peruano con la finalidad de identificar oportunidades que pueda aprovechar para mejorar su oferta de productos y la detección de amenazas que puedan afectar su actual y favorable posicionamiento en los mercados internacionales. Para realizar la vigilancia tecnológica, se utilizó el método propuesto por Fernández et al. (2009). Este está basado en los procesos de diseminación selectiva de información que utilizan los profesionales en ciencias de la información en bibliotecas académicas o especializadas. Los resultados revelaron principalmente amenazas para la producción de sacha inchi peruano como el bajo impacto de la producción científica peruana en generar una ventaja competitiva para el desarrollo de nuevos productos de exportación, especialmente, frente a China y otros países de la región como Brasil y Colombia y el casi nulo uso de herramientas de protección intelectual, como las patentes y marcas registradas que, más bien, es aprovechado por otros países como Canadá, Estados Unidos, China y otros países asísticos para asegurarse la comercialización de sus productos innovadores en los más importantes mercados del mundo. / A technological watch is applied to the exportable supply of Peruvian sacha inchi products in order to identify opportunities that Peru can take advantage of to improve its product offer and the detection of threats that may affect its current and favorable positioning in international markets. To perform the technological surveillance, the method proposed by Fernández et al. (2009) was used. This is based on the processes of selective dissemination of information used by professionals in information science in academic or specialized libraries. The results revealed threats to the production of Peruvian sacha inchi as the low impact of Peruvian scientific production in generating a competitive advantage for the development of new export products, especially against China and other countries in the region such as Brazil and Colombia. It also identified the limited use of intellectual protection tools, such as patents and registered trademarks that, rather, are used by other countries such as Canada, the United States, China, and other Asian countries to ensure the commercialization of their innovative products in the most important markets of the world. / Tesis

La presente tesis trata sobre la síntesis y caracterización de resinas alquídicas largas, usando como materia prima el aceite de sacha inchi (70 % w/W). Las resinas fueron sintetizadas por poliesterificación con pentaeritritol y anhídrido ftálico o ácido isoftálico, mediante dos métodos; alcoholisis y acidólisis. Resinas alquídicas largas en aceite de linaza fueron sintetizadas por ambos métodos para fines comparativos. Fueron evaluadas propiedades fisicoquímicas de las resinas, tales como el número ácido, viscosidad, densidad y color. Además, la obtención de las resinas alquídicas se confirmó mediante técnicas espectroscópicas de FTIR y 1H-RMN. Las resinas sintetizadas fueron aplicadas sobre vidrio y lienzo, y se estudió la influencia de la concentración del secante superficial de cobalto, sobre el tiempo de secado. Por último, las propiedades térmicas de las resinas alquídicas obtenidas fueron estudiadas mediante análisis termogravimétrico. Los resultados muestran que las resinas alquídicas largas en aceites de sacha inchi y linaza presentan propiedades fisicoquímicas similares. Sin embargo, se observa un efecto favorable del ácido isoftálico sobre el número ácido, la viscosidad y el color de las resinas, frente al anhídrido ftálico. Las resinas alquídicas largas en aceite de sacha inchi presentan colores más claros que sus similares a base aceite de linaza. Las películas que se obtienen a partir de las resinas sintetizadas presentan similares tiempos de secado. Las resinas a base de sacha inchi presentaron ligera mayor estabilidad térmica que las resinas a base aceite de linaza. / This thesis deals with the synthesis and characterization of long alkyd resins, using as a raw material sacha inchi oil (70% w / W). The resins were synthesized by polyesterification with pentaerythritol and phthalic anhydride or isophthalic acid, by two methods; alcoholysis and acidolysis. Long alkyd resins in flaxseed oil were synthesized by both methods for comparative purposes. Physicochemical properties of the resins were evaluated, such as acid number, viscosity, density and color. In addition, the obtaining of alkyd resins was confirmed by spectroscopic techniques of FTIR and 1 H-NMR. The synthesized resins were applied on glass and canvas, and the influence of the concentration of the cobalt surface secant on the drying time was studied. Finally, the thermal properties of the alkyd resins obtained were studied by thermogravimetric analysis. The results show that long alkyd resins in sacha inchi and flaxseed oils have similar physicochemical properties. However, a favorable effect of isophthalic acid on the acid number, viscosity and color of the resins, compared to phthalic anhydride, is observed. Long alkyd resins in sacha inchi oil have lighter colors than their similar ones based on flaxseed oil. Films obtained from synthesized resins have similar drying times. Sacha Inchi-based resins showed slightly greater thermal stability than flaxseed oil-based resins. / Tesis

El proyecto se enfoca en generar una relación entre el bosque y el campo de cultivo. El Centro de Innovación tecnológica especializada en el Sacha Inchi genera una gran oportunidad no solo de proteger el producto sino de aprovechar al máximo todas sus potencialidades.