práctica hidrogeles

8/19/2019 Práctica hidrogeles

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SÍNTESIS DE HIDROGELES DE POLI-ACRILAMIDA

Grupo de Nuevos Materiales yGrupo de Nuevos Materiales y

Espectroscopía Supramolecular Espectroscopía Supramolecular

Dpto. de Química Física.Dpto. de Química Física.

Facultad de Ciencia y TecnologíaFacultad de Ciencia y Tecnología

Campus de Leioa.Campus de Leioa.

niversidad del !aís "asco #!"$E%&niversidad del !aís "asco #!"$E%&

Experimentación enMacromoléculas

Curso 2010-2011

ARTURO ÁLVAREZ BAUTISTA


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Consideraciones:La falta de conocimientos de síntesis demacromoléculas será considerada un ara!ante "nunca un atenuante de los resultados o#tenidos$

%ecomenda#le la re!isión de los conceptos#ásicos so#re técnicas de polimeri&ación "mecanismos'e reali&ará un informe indi!idual de la práctica

%ecomenda#le la lectura de la separata so#re(idroeles$Las preuntas del examen serán de fundamentos

#ásicos " nunca de fundamentos mecanísticos omatemáticos

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)*ué es un monómero+'ustancia eneralmente de carácter oránico" #a,o peso molecular suscepti#le de reacciónen uno o !arios puntos reacti!os ue es capa&de unirse a otras moléculas iuales odiferentes. para formar M/C%MLCL/'

'on sustancias altamente tóxicas " mu"reacti!as$

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)*ué es un polímero+nión en cadena de !arias unidades demacromoléculas de distintos pesosmoleculares3o son especies uímicamente puras3o poseen un punto de fusión de4nido5 " un laro etc

6Experimentación en Macromoléculas75 88lateoría "a nos la sa#emos99

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)*ué es un el+UnUn GELGEL11 es un sistema coloidal de

aspecto sólido que fluye alsometerlo a esfuerzos relativamente

bajos.

1) Vocabulario ient!fico y "#cnico de la $eal %cademia de iencias E&actas' (!sicas

y aturales' *+ edición. ,adrid -*.

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n 'idrogel'idrogel es un gel (ue contiene aguaagua.. /on pol!meros

entrecruzados que en presencia de a0ua se incan

considerablemente.

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Existen dos tipos de geles, en función de la naturaleza de

las uniones de la red tridimensional que los constituyen:

a) Geles f!sicos y

b) Geles qu!micos

23ysical properties of polymeric 0els4. Editor J. P. Cohen-Addad,5iley' 1667

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¿Qué diferencia hay entre ellos?¿Qué diferencia hay entre ellos?

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Es(uema de la )ormaci*n de un gel )ísicogel )ísico y otro (uímico(uímico


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¿Pero …………………….8ómo se obtiene un8ómo se obtiene un 0el qu!mico0el qu!mico99

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FORMACIÓ !" # $"% Q#&MICOFORMACIÓ !" # $"% Q#&MICO

Mon'(ero

"ntrecru)ante

Red (acro(olecular entrecru)ada

!etalle de uno de los*untos de entrecru)a(iento

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/ente Entrecru&anteEs un monómero ue presenta al menos dos

do#les enlaces suscepti#les de reacción$

La reacción ue ocurre es en esencia unacopolimeri&ación

La relación Monómero Entrecru&ante esdesprecia#le

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CARACTERÍSTICAS DE LOS GELESCARACTERÍSTICAS DE LOS GELESQUÍMICOSQUÍMICOSLos 0eles qu!micos son pol!meros que poseen las si0uientes

caracter!sticas:

/on idrófilos

;nsolubles en a0ua

?ero0el) son cristalinos

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1;

Las aplicacio!s "! los #i"$o%!l!sLas aplicacio!s "! los #i"$o%!l!s"!p!"! "! "os p$opi!"a"!s"!p!"! "! "os p$opi!"a"!s&'sicas "! !s(os )a(!$ial!s*&'sicas "! !s(os )a(!$ial!s*

+, A%a a&so$&i"a. /+, A%a a&so$&i"a. /

0, P$opi!"a"!s0, P$opi!"a"!s)!c'icas)!c'icas

12 DE QUE DEPENDEN ESTAS12 DE QUE DEPENDEN ESTASPROPIEDADES3PROPIEDADES3

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15

La capacidad de absorción de a0ua y las propiedadesmec=nicas de los idro0eles dependen de:

-. La fle&ibilidad de las cadenas

*. La tacticidad y cristalinidad del pol!mero' y

@. $elación de los comonómeros utilizados en su s!ntesis

1. El 0rado de entrecruzamiento


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1<

Los (idroeles se suelen clasi4car en funcióndel contenido de aua ue (an a#sor#ido:

a) de bajo incamiento, si sólo absorben entre el 20 y el 50%,

d) sAperdesecantes, si el contenido de agua es superior al ,5%

c) de incamiento alto, si el porcenta!e de agua oscila entre el 0 y el ,5%, y

b) de incamiento medio, si el agua absorbida oscila entre el 50 y el 0%,

CLASI4ICACI5N DE LOS HIDROGELESGNM


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1=

+o,rehincha(iento -Oershootin/0GNM


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>e4nir el contenido en aua enel euili#rio de (inc(amiento?racción de aua en peso

@orcenta,e de aua en peso

@orcenta,e de (idratación o índice de(inc(amiento

Arado de (inc(amiento

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?racción de aua Benpeso

W f =Peso húmedo

− Peso seco

Peso húmedo

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@orcenta,e de aua Benpeso

W p = W

f ⋅100

W p < 100

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@orcenta,e de Didratación

Bíndice de (inc(amiento

H P = Peso

hú

medo −

Peso sec

oPeso seco

⋅ 100

'en esta de4nición el porcenta,e de (idrataciónpuede exceder el !alor de 100$

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Arado de (inc(amiento Benpeso

Dh =Peso húmedo

Peso seco

Dh ≥ 1

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'íntesis de 6nuestro7 D-@/M%elación F0GHt$ monómerodisol!ente'e empleará aua como disol!ente " medio de

transferencia del iniciador

; $ de /crilamida

Iniciador: 1GHt$ en #ase a monómero

Entrecru&ante: GHt$ Indicado en #ase a monómero

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)Cómo+'e disuel!e el monómero " el entrecru&ante ,untocon la cantidad de disol!ente necesaria pararespetar la relación F0G monómerodisol!ente$'i es necesario. (acer uso de calor o ultrasonidos

Bso#re todo en concentraciones de entrecru&anteele!adas/Jadir la disolución resultante a un tu#o de

ensa"o>isol!er la cantidad de iniciador en la mínima

cantidad de aua posi#le Baprox$ 20 otas

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58/ polimeri&ar9/ la disolución contenida en el tu#o de ensa"ose le aJade el iniciador disuelto en aua " seaita !iorosamente$

Comien&a la polimeri&ación

La me&cla eli4ca rápidamente$

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5"a tenemos nuestroseundo (i,o@recauciones:La reacción es altamente exotérmica Ben

alunos casos alcan&a temperaturas de (astaK0 C

'e de,a atemperar el tu#o en eltermostati&ador de tu#os de ensa"o$

'e en!uel!e el tu#o completamente en papelde secado " se rompe 6delicadamente7 cona"uda de un martillo$ B>elicadamente. porfa!or. no estamos partiendo troncos5

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Cinéticas de(inc(amiento'e toman dos porciones del el o#tenido B/ "

/$ se introduce en un !aso de precipitados

conteniendo aua destilada$ se coloca so#re una placa petri se etiueta "

se lle!a a la estufa$

>ía tras día. " a la misma (ora. se anotan lospesos de la porción / Btras (a#erla secadosua!emente con un papel de secado " Buedía a día ira tomando aspecto duro " cristalino

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Cinéticas de(inc(amientona !e& o#tenidos los datos semanales de la

porción / " la porción . cada pare,a

representara en función del tiempo:?racción de aua en peso

@orcenta,e de aua en peso


Arado de (inc(amiento

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)" en comn+Cada pare,a representara en función delrado de entrecru&amiento B " tomando!alores máximos de cada pare,a


Arado de (inc(amiento>iscusión de resultados de las apreciaciones

o#ser!adas a li#re criterio$

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>udas " preuntas5 GNM


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8Aracias96La nuestra será recordada como la era de los

polímeros. el futuro pertenece a lostecnopolímeros " polímeros especiales ueserán producidos pro#a#lemente encantidades un poco reducidas. pero ue seránesenciales para el proreso de la (umanidad7 B@aul No(n ?lor"$ @remio 3o#el de *uímica 1O=;$ >iscurso de apertura

@ara cualuier duda: arturo$al!are&Pe(u$es

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