Síntesis y caracterización de hidrogeles compuestos basados en polietilenimina y arcillas

L. ARAQUE MORENO; C. J. PÉREZ; G. J. COPELLO; J. M. LÁZARO MARTÍNEZ

CABA

Congreso; CaracterizAR 2020 - 1er Encuentro Virtual Caracterización de materiales; 2020

IQUIMEFA - UBA - CONICET

Elcrecimiento poblacional, junto a la industrialización y urbanizaciónque conlleva, ha traído consigo varios impactos ambientales, siendoel agua uno de los recursos más afectados. Diariamente, por medio deactividades industriales, agrícolas, mineras y domésticas loshumanos producen y descartan sustancias en las aguas residuales queson contaminantes. Lo que causa preocupación a nivel global, ya quese ha reducido la disponibilidad y se ha perdido la calidad de aguassuperficiales y subterráneas aptas para consumo.1La adsorción empleando hidrogeles, es uno de los métodos masefectivos para el tratamiento de aguas residuales debido a su bajocosto y facilidad de empleo. Los hidrogeles son definidos como redestridimensionales de polímeros hidrofílicos entrecruzados pormedio de enlaces químicos o físicos, que pueden absorber grandescantidades de agua y permiten la difusión de solutos hacia elinterior de la red debido a su estructura porosa. Eneste trabajo sellevó a cabo la síntesis de dos hidrogeles inteligentes a partir depolímeros lineales de polietilenimina bajo la forma de clorhidrato(L-PEI.HCl) (sintetizados siguiendo un método propuestoanteriormente en nuestro laboratorio)2 y diferentes cantidades del agente entrecruzante etilenglicoldiglicidil éter (EGDE), denominándose como P1,5E (menor cantidad deEGDE) y P2E (mayor cantidad de EGDE). Los materiales cuentan con laventaja de ser preparados por medio de un proceso sintético simple yrápido, ya que solo se emplearon el polímero, el agenteentrecruzante, y una mezcla de agua y acetonitrilo como solventespara preparar soluciones homogéneas que reaccionan en el período de1 hora. A continuación, se caracterizó su estructura, por medio delas espectroscopias ATR-FTIR y RMN en estado gel (HRMAS RMN), sucapacidad de hinchamiento, sus propiedades térmicas y reológicas.Ambos hidrogeles presentaron respuesta a cambio de pH y similarescaracterísticas espectrocópicas a excepción del hinchamiento y delas propiedades reológicas, presentado el hidrogel P1,5E unhinchamiento mayor, pero una menor resistencia a la deformación. Conel objetivo de mejorar las propiedades mecánicas de los nuevoshidrogeles, se recurrió al empleo de una arcilla natural para serempleada como refuerzo de los hidrogeles, para así aumentar lasinteracciones entre el refuerzo y las cadenas poliméricas queconforman la red tridimensional.3En este sentido, se logró optimizar la síntesis de hidrogelescompuestos usando como matriz el hidrogel P1,5E en presencia de un2,5 y 5 % en peso de una arcilla natural de la provincia de RíoNegro (montmorillonita sódica) como refuerzo. Los hidrogelescompuestos resultantes fueron caracterizados empleado técnicas deRMN en estado gel (HRMAS RMN) y espectroscopía fotoelectrónica derayos-X (XPS) y se observó que el refuerzo empleado no modificó laestructura química del hidrogel. Además, por medio de análisisreológico se encontró que los módulos de almacenamiento y pérdida,como la viscosidad compleja de los hidrogeles aumentaron alincorporar el refuerzo durante el proceso sintético. p { margin-bottom: 0.25cm; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: left; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }a:link { color: #0563c1; text-decoration: underline }