CINÉTICA DE ABSORCIÓN Y TRANSPORTE DEL AGUA EN HIDROGELES SINTETIZADOS A PARTIR DE ACRILAMIDA Y ANHÍDRIDO MALEICO

Resumen

El transporte de moléculas de agua hacia el interior de los hidrogeles durante su hinchamiento tiene una importancia significativa en diferentes campos de la ciencia y la ingeniería, tales como medicina, medio ambiente y agricultura. Usando las definiciones dadas por Crank y Karadag et al. se estudió el mecanismo de penetración del agua hacia el interior de hidrogeles basados en acrilamida (AAm), anhídrido maleico (AnhM) y N,N´-metilenbisacrilamida (NNMBA). Se determinó que el índice de hinchamiento (H) y la velocidad de hinchamiento inicial (Vi) del hidrogel AAm/AnhM, con 1% de NNMBA, aumentaron significativamente de 27 a 676 y de 0,0331 a 0,3294 min-1, respectivamente, con el aumento del contenido de AnhM en la mezcla de reacción inicial de 0 a 20%. Ello ocurre debido a la presencia creciente de grupos -COOH aportados por la hidrólisis del AnhM. Las mediciones de H como función de la fracción de grupos –COOH en las diferentes mezclas iniciales de polimerización estudiadas, claramente evidenciaron que su incorporación fue efectiva  y  que  el  comportamiento  de hinchamiento  resultante  de  la  interacción  agua/grupos  amida  (-CONH2)  en  el  hidrogel  de poli(AAm) se desvía de la tendencia observada en los hidrogeles de poli(AAm-co-AnhM), donde las interacciones agua/grupos amida (- CONH2) y agua/grupos carboxilos (-COOH) ocurren simultáneamente. Los valores experimentales obtenidos para el exponente difusional (n) están por encima de 0,5; implicando, de acuerdo con la segunda ley de Fick, que el mecanismo de transporte presenta un comportamiento anómalo, el cual surge de la contribución de dos procesos concomitantes: un proceso difusional acompañado simultáneamente por la relajación viscoelástica de las cadenas del polímero. Adicionalmente, mediante el uso de la ecuación combinada de Peppas y Sahlin¸ se demostró que para estos sistemas el proceso difusional del agua contribuye predominantemente sobre el proceso de relajación de las cadenas poliméricas en las etapas tempranas del hinchamiento.