Nuevos hidrogeles obtenidos a partir del ácido itacónico (AI), y N-2-hidroxietil acrilamida, (HEAM)"

Abstract

Se prepararon hidrogeles a partir de N-hidroxietilacrilamida y ácido itacónico (HEAM/AI), utilizando agua y una mezcla agua/etanol 60:40 como solventes. En todas las síntesis se utilizó (NH4)2S208 como iniciador de la reacción de polimerización radical y como agente entrecruzante, N,N-metilen-bis-acrilamida, NMBA, al 1% molar respectivamente, empleando relaciones molares HEAM/AI: 100/0; 90/10; 80/20 Y 70/30. Los productos fueron caracterizados mediante espectroscopía de infrarrojo (FTIR) y análisis termogravimétrico (TGA). Los estudios de hinchamiento en este sistema: HEAM/AI, mostraron diferencias importantes cuando se hinchan una vez sintetizados y cuando se secan y se hinchan nuevamente; la tendencia en el primer caso es la de aumentar significativamente el índice de hinchamiento, Hp cuando se incrementa la proporción de Al, el segundo hinchamiento mostró la tendencia contraria, observándose una disminución del Hp a medida que aumenta la cantidad de Al, siendo el hidrogel del HEAM el que muestra mayor absorción de agua, este comportamiento es inverso al mostrado por los Hidrogeles AAm-co-AI y sus derivados, lo que sugiere que en el sistema HEAM/AI existen interacciones intra e intermoleculares fuertes entre la cadena lateral hidroxietil del HEAM y los grupos carboxílicos del ácido. El tratamiento de la data obtenida en los experimentos de absorción de agua permitió el estudio de la cinética del proceso de hinchamiento, encontrándose que para todos los hidrogeles en estudio el proceso total sigue una cinética de segundo orden y en la primera etapa (60% del hinchamiento), se da una cinética de orden cero, esto permitió la determinación de varios parámetros cinéticos como son: las constantes, Ks, Kis, calcular S, y el exponente de difusión n, estos resultados sugieren una gran dependencia entre el hinchamiento y los comonómeros, esto nos indica un mecanismo anómalo o no Fickiano en el cual la velocidad de relajación de las cadenas de los polímeros hidrogeles es menor que la velocidad de difusión. Para los hidrogeles en estudio se demostró cualitativamente la absorción de iones Cu2+ por el cambio de color de las muestras sumergidas en soluciones de CU(N03)2. El estudio cuantitativo se realizó por espectrometría de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente (ICP-OES), los valores obtenidos para la absorción de iones cobre Cu2+ por los HG HEAM/AI indica que la absorción se incrementa a medida que aumenta la cantidad de ácido itacónico en la formulación, la eficiencia en la absorción es mayor a bajas concentraciones de Cu2+ (10 mg/L), encontrándose que el HG HEAM/AI 70/30 absorbe en estas condiciones el 83% de iones presentes inicialmente, siendo la proporción 70/30 la que en todos los casos presenta la mayor eficiencia y capacidad de absorción. El análisis del pH inicial y final, indica que durante el proceso de absorción el pH disminuye, lo que da fuerza a la hipótesis que los grupos carboxílicos están involucrados en alguno de los procesos de absorción mediante la formación de complejos con el ion metálico.