Síntesis de hidrogeles de acrilamida en soluciones acuosas de etanol

Abstract

Resumen: En el presente trabajo se realizó la polimerización de acrilamida en soluciones acuosas de etanol, variando la composición del etanol en la solución; obteniéndose tanto nanogeles como macrogeles. Se determinó la capacidad de absorber agua de los macrogeles; obteniéndose materiales que tienen una capacidad de absorber desde 40 y hasta 90 gramos de agua por gramo de xerogel y el tamaño de partícula de los nanogeles fueron desde 71 nm y hasta 463 nm.Palabras clave: Acrilamida, etanol, nanoparticulas. Polymerization of Acrylamide Hydrogels in Aqueous EthanolAbstract: The polymerization of acrylamide was performed in aqueous ethanol solutions, varying the concentration of ethanol in the solution; obtaining both nanogels as macrogels. The water absorbing capacity of the macrogels were found; obtaining materials with a capacity to absorb from 40 to 90 g of water per gram of xerogel and the particle size of the nanogels are at values ranging from 71 nm to 463 nm. Keywords: Acrylamide, etanol, nanoparticles.Autor para correo: Jorge Alberto Aortés Artega, Departamento de Química, Universidad de Guadalajara, Boul. M. García Barragán # 1451, Guadalajara, Jalisco 44430, México, e-mail: jorcortes@hotmail.com IntroducciónIncrementar la capacidad de absorber agua en los hidrogeles se ha convertido en tema de estudio en los últimos años. Los hidrogeles son redes poliméricas que se hinchan considerablemente en presencia de agua manteniendo su forma hasta alcanzar un equilibrio fisicoquímico [1] . El carácter hidrófilo de estos materiales, se debe a la presencia de grupos compatibles con el agua, tales como -OH, -COOH, -CONH2, -SO3H. Por otro lado, en estado deshidratado, un hidrogel se denomina xerogel y tiene estructura cristalina [2] . Las propiedades de los hidrogeles, permiten su utilización en diferentes campos [3,4] . Entre las propiedades de los hidrogeles, la temperatura de transición de volumen de fase (TTPV), ha atraído gran atención desde su descubrimiento [5,6] . El estudio de la transición de volumen de fase fue iniciado por la predicción teórica de Dusek y Patterson [7,8] . Estos autores sugirieron la posibilidad del cambio discontinuo de volumen de un gel (TTPV), basándose en la analogía de la transición de ovillo-glóbulo ("coil-globule") de polímeros en solución, la cual fue predicha por Pitsyn [9] . La transición de fase en volumen fue descubierta experimentalmente en 1978 por Tanaka [10] , en un gel parcialmente ionizado de poliacrilamida en una mezcla de acetona-agua. Esta transición de fase se observó no sólo al cambiar la composición del solvente, sino también al variar la temperatura, la concentración de iones, el pH o el campo eléctrico. Se ha encontrado que los geles de poliacrilamida poli(AM) no absorben etanol, sin embargo el monómero acrilamida es soluble en soluciones acuosas de etanol e inclusive en etanol [11] . Por lo que se puede esperar que hidrogeles preparados con este monómero presenten esta transición al incrementar la concentración de etanol en la solución. La capacidad de absor...

Water-uptake properties of a fish protein-based superabsorbent hydrogel chemically modified with ethanol

“…In a similar study carried out by Rathna and Damodaran [9] with fish modified hydrolysates, it was shown that the modified isolates treated with ethanol had increased capacity of water-uptake of approximately 50% when compared with those without treatment with ethanol. According to García Sánchez and Cortés Ortega [16] , the aqueous solution with ethanol stabilizes growing particles, running as the continuous phase, a system similar to emulsion or microemulsion, depending on the amount of ethanol in the reaction mixture. It is interesting to point out that the protein isolate used did not have any fat residual.…”

“…This increase in swelling capacity of gels at pH 10, according to Hwang and Damodaran [27] , is associated with electrostatic repulsion force which is directly proportional to the square charge of molecular network, thus, even though there is a small increase in the charge of the network due to ionization of tyrosine residues (pK 3 = 9.6) there will be an increase in electrostatic repulsion inside the network of the gel, resulting in an increase of gel expansion and water retention. Other authors [16] state that growing particles are surrounded by layers of aqueous ethanol solution, which allow the stability of the particles growing in establishing a colloidal system.…”

“…The tridimensional polymeric structure of hydrogel is usually made by cross-link, not only by physical interactions, such as, Van der Waals or hydrogen links, but by covalent links created by crosslinking agents or gamma-irradiation [5,15] . Due to their high water content, tissue-mimic physical and mechanical properties and biocompatibility, hydrogels have potential to be used in numerous biomedical applications such as tissue repair, reconstructive surgery, drug delivery and cell encapsulation [16,17] .…”

Time domain NMR evaluation of poly(vinyl alcohol) xerogels

“…When polymeric gels are not filled with fluids, they are dubbed xerogels [14] . This class of polymeric material has many applications, such as in tissue engineering, drug delivery, prosthetics and membranes applied in separation processes [14][15][16] .…”

“…Various efforts have been made to characterize polymeric gels through TD-NMR [15,[17][18][19][20][21][22] , but the majority of the reported methods involve soaking the sample in a solvent [14,19,23,24] , with the analysis being conducted under strict temperature conditions [18,20,21] , or limiting the chemical nature of the polymeric matrix to elastomers [6,12,[18][19][20][21] .…”