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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. Artículos Aceptados (ASAP):

INFLUENCIA DE LA COMPOSICIÓN Y EL TAMAÑO DE PARTÍCULA SOBRE LA CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE HIDROGELES DE POLIACRILAMIDA OBTENIDOS POR MICROEMULSIÓN OLEOSA CON SURFACTANTE NO IÓNICO
(INFLUENCE OF COMPOSITION AND PARTICLE SIZE ON ABSORBANCE CAPACITY POLYACRYLAMIDE HYDROGELS OBTAINED BY MICROEMULSION WITH NONIONIC SURFACTANT)

Victoria Salazar, Félix Rincones, Shirley Marfisi, Gladys Peña, Jose Luis Prin, Blanca Rojas de Gascue

Online: 15-10-2017

GA-809

Abstract


Los hidrogeles son de interés en diversas ramas de la ciencia por sus aplicaciones como materiales de alta capacidad de absorción, liberación controlada de productos y soporte en separaciones electroforéticas; siendo importante analizar la influencia de los reactivos principales de la polimerización (entrecruzante N,N’-metilenbisacrilamida y monómero acrilamida) y del medio de reacción para controlar la forma, tamaño y grado de hidratación de los hidrogeles; especialmente aquellos obtenidos a pequeña escala que facilitan una mayor área superficial para uso industrial. En este trabajo se emplearon como minireactores las micelas inversas formadas por el surfactante no iónico Span 80 (monooleato de sorbitán, HLB = 4,3) en una microemulsión oleosa (WOR = 0,67). El diseño de experimentos consistió en un solo bloque al azar con arreglo multifactorial, conformado por la cantidad de monómero (1 y 2 g) y agente entrecruzante (0,01; 0,02; 0,03 g) para la síntesis y, como tercer factor, la concentración del surfactante (5 y 10 % m/m) para modificar el medio de reacción. Las técnicas empleadas en la caracterización del producto fueron: microscopia óptica (MO), microscopia electrónica de transmisión (MET) y espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR). Los hidrogeles presentaron forma esférica en un arreglo de estructuras tipo clúster y una distribución de tamaño de partículas tipo polidispersa comprendida en el rango de 23 a 97 nm; los espectros IR revelaron picos característicos de hidrogeles de poliacrilamida (enlaces N-H, C=O y C-N). El diámetro promedio de partículas disminuyó de manera significativa con el aumento en la concentración del agente entrecruzante, en concordancia con el mayor grado de reticulación evidenciado por una menor absorción de agua. Las pruebas de hinchamiento indicaron alta capacidad de absorción, 905 a 1.750 % en un lapso de tiempo de 15 min, superior a los hidrogeles de poliacrilamida formulados en solución acuosa (700-1.000 %).

The hydrogels are of interest in various branches of science materials applications as high absorption capacity, controlled release product, electrophoretic separations support, among others; it is important to analyze the influence of the main reagents in the copolymerization reaction (between cross-linking N,N’-methylenebisacrylamide and the acrylamide monomer) and the reaction medium to control the shape, size and degree of hydration of hydrogels; especially those obtained by small-scale and that provide a greater surface area for industrial use. In this research the inverse micelles of nonionic surfactant Span 80 (sorbitan monooleate, HLB = 4.3) of an oil microemulsion (WOR = 0.67) were used as minireactor. The experimental design consisted of a single multifactorial random block, consisting of the amount of monomer (1 and 2 g) and cross-linking agent (0.01; 0.02; 0.03 g) for the synthesis and third factor given by the concentration of surfactant (5 to 10 % m/m) to modify the reaction medium. The techniques used in the characterization of the product were: optical microscopy (OM), transmission electron microscopy (TEM) and infrared spectroscopy with Fourier transform (FT-IR). Hydrogels presented spherical shape in a cluster type arrangement structures and a size distribution of polydisperse type particles, within the range of 23 to 97 nm; IR spectra showed characteristic peaks polyacrylamide hydrogels (N-H bonds, C = O and C-N). The average particle diameter decreased significantly with increase in the concentration of crosslinking agent in accordance with the highest degree of crosslinking evidenced by lower water absorption. Swelling tests indicated high absorption capacity, 905-1,750 % in a time of 15 min, more than polyacrylamide hydrogels formulated in aqueous solution (700-1,000 %).


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