Teoría de los hidrogeles
Páginas: 12 (2793 palabras)
Publicado: 9 de diciembre de 2013
CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN
Un hidrogel es un material polimérico que posee una capacidad para absorber y retener agua, sin llegar a disolverse. Los hidrogeles son hidrofílicos insolubles en agua, blandos, elásticos y en presencia de agua se hinchan aumentando considerablemente su volumen, pero manteniendo su forma, y llegan a alcanzar un equilibrio físico-química (Pedley et al,.1980). Por otrolado, los hidrogeles en estado deshidratado se denominan xerogeles y son cristalinos (Lee, 1985).Tales características son consecuencia de diversos factores(Andrade et a!., 1976):
a) su carácter hidrofílico, el cual se debe a la presencia de grupos compatibles con agua tales como; -OH, -S03H, -COOH, -CONH2, CONH.
b) la insolubilidad, la cual es originada por la existencia de una malla o redtridimensional en su estructura.
c) su tacto suave y consistencia elástica, las cuales se encuentran determinadas por el tipo de monómero hidrofílico utilizado y por el grado y naturaleza del entrecruzamiento utilizado y a la tacticidad y cristalinidad del polímero que forma la red.
d) Como resultado del balance entre las fuerzas cohesivas que no evitan la entrada de agua en la red, se tiene laconservación de la forma en presencia de agua.
Un material polimérico que contiene un líquido en el interior de su estructura molecular constituye lo que se denomina un gel. Un hidrogel, o gel acuoso, es un material formado por inclusión de agua dentro de una red polimérica. Se conforma de un polímero hidrofílico que no puede disolverse debido a su estructura entrecruzada.
Elestudio de los hidrogeles se remonta a 1960 en aplicaciones biomédicas (Wichterle and Lymm, 1960), sobre el empleo del poli (metacrilato de 2-hidroxietilo) y sus derivados.
En la síntesis de un hidrogel, además de uno o varios monómeros , se requiere de un iniciador, el cual produce radicales libres que van a iniciar la polimerización y un agente entrecruzante, el cual permite que el hidrogelposea una estructura reticulada. Las fuerzas cohesivas que producen el entrecruzamiento no son sólo de carácter covalente, también intervienen otras interacciones tale como: electrostáticas , hidrofóbicas, dipolo-dipolo o enlaces de hidrógeno(Janácek et al., 1975; Anderson 1984; Ross-Murphy et al.,1986).
Una de las aplicaciones de los hidrogeles de mayor relevancia en la actualidad es en el campode la biomedicina; este uso implica el cumplimiento de una serie de requisitos como son: una compatibilidad mínima con los tejidos, inalterabilidad frente a procesos degradativos y propiedades mecánicas adecuadas para cada uso. Estos materiales son altamente biocompatibles ya que hinchados llegan a tener un 85% de agua, lo cual es benéfico, pero tienen la desventaja de tener propiedadesmecánicas pobres. Las propiedades mecánicas de un hidrogel mejoran
cuando el monomero es capaz de formar enlaces por puentes de hidrógeno. Por otro lado, un hidrogel hinchado se transforma en un material blando y presenta baja resistencia a la tracción y al desgarre (Lydon et al., 1985).
Los hidrogeles también son empleados en la fabricación de lentes de contacto, para mantener la humedad de latierra cultivada, como materiales absorbentes (pañales), membranas de separación, recubrimientos, productos auxiliares para la industria del papel, como soportes para catalizadores, en cromatografía, como ligantes de productos farmacéuticos y en procesamiento de alimentos (Hirose et al.,1986;Hirotsu et al.,1987; Neuberger and Eichinger, 1988).
El objetivo principal de esta tesis es sintetizarhidrogeles acrílicos utilizando como monómeros ácido acrílico y acrilamida usando un método convencional de síntesis y proponiendo un nuevo método. Los hidrogeles se sintetizaran a diferentes concentraciones de agente entrecruzante (0.5,1,2,3,4,5,6,7, 8,9,10%). La síntesis del hidrogel por el nuevo método se realizará controlando la temperatura de la reacción. Se seguirán las cinéticas de...
CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN
Un hidrogel es un material polimérico que posee una capacidad para absorber y retener agua, sin llegar a disolverse. Los hidrogeles son hidrofílicos insolubles en agua, blandos, elásticos y en presencia de agua se hinchan aumentando considerablemente su volumen, pero manteniendo su forma, y llegan a alcanzar un equilibrio físico-química (Pedley et al,.1980). Por otrolado, los hidrogeles en estado deshidratado se denominan xerogeles y son cristalinos (Lee, 1985).Tales características son consecuencia de diversos factores(Andrade et a!., 1976):
a) su carácter hidrofílico, el cual se debe a la presencia de grupos compatibles con agua tales como; -OH, -S03H, -COOH, -CONH2, CONH.
b) la insolubilidad, la cual es originada por la existencia de una malla o redtridimensional en su estructura.
c) su tacto suave y consistencia elástica, las cuales se encuentran determinadas por el tipo de monómero hidrofílico utilizado y por el grado y naturaleza del entrecruzamiento utilizado y a la tacticidad y cristalinidad del polímero que forma la red.
d) Como resultado del balance entre las fuerzas cohesivas que no evitan la entrada de agua en la red, se tiene laconservación de la forma en presencia de agua.
Un material polimérico que contiene un líquido en el interior de su estructura molecular constituye lo que se denomina un gel. Un hidrogel, o gel acuoso, es un material formado por inclusión de agua dentro de una red polimérica. Se conforma de un polímero hidrofílico que no puede disolverse debido a su estructura entrecruzada.
Elestudio de los hidrogeles se remonta a 1960 en aplicaciones biomédicas (Wichterle and Lymm, 1960), sobre el empleo del poli (metacrilato de 2-hidroxietilo) y sus derivados.
En la síntesis de un hidrogel, además de uno o varios monómeros , se requiere de un iniciador, el cual produce radicales libres que van a iniciar la polimerización y un agente entrecruzante, el cual permite que el hidrogelposea una estructura reticulada. Las fuerzas cohesivas que producen el entrecruzamiento no son sólo de carácter covalente, también intervienen otras interacciones tale como: electrostáticas , hidrofóbicas, dipolo-dipolo o enlaces de hidrógeno(Janácek et al., 1975; Anderson 1984; Ross-Murphy et al.,1986).
Una de las aplicaciones de los hidrogeles de mayor relevancia en la actualidad es en el campode la biomedicina; este uso implica el cumplimiento de una serie de requisitos como son: una compatibilidad mínima con los tejidos, inalterabilidad frente a procesos degradativos y propiedades mecánicas adecuadas para cada uso. Estos materiales son altamente biocompatibles ya que hinchados llegan a tener un 85% de agua, lo cual es benéfico, pero tienen la desventaja de tener propiedadesmecánicas pobres. Las propiedades mecánicas de un hidrogel mejoran
cuando el monomero es capaz de formar enlaces por puentes de hidrógeno. Por otro lado, un hidrogel hinchado se transforma en un material blando y presenta baja resistencia a la tracción y al desgarre (Lydon et al., 1985).
Los hidrogeles también son empleados en la fabricación de lentes de contacto, para mantener la humedad de latierra cultivada, como materiales absorbentes (pañales), membranas de separación, recubrimientos, productos auxiliares para la industria del papel, como soportes para catalizadores, en cromatografía, como ligantes de productos farmacéuticos y en procesamiento de alimentos (Hirose et al.,1986;Hirotsu et al.,1987; Neuberger and Eichinger, 1988).
El objetivo principal de esta tesis es sintetizarhidrogeles acrílicos utilizando como monómeros ácido acrílico y acrilamida usando un método convencional de síntesis y proponiendo un nuevo método. Los hidrogeles se sintetizaran a diferentes concentraciones de agente entrecruzante (0.5,1,2,3,4,5,6,7, 8,9,10%). La síntesis del hidrogel por el nuevo método se realizará controlando la temperatura de la reacción. Se seguirán las cinéticas de...
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