Influencia del material del molde en hidrogeles de vinilimidazol (VIM)

Resumen

Se ha estudiado, la influencia del material del molde sobre las propiedades de los hidrogeles de Poli N-vinilimidazol sintetizados en ellos. Los materiales de los moldes ensayados han sido vidrio ácido, vidrio básico, vidrio silanizado, nylon, teflón, y PVC. Los moldes han sido tubos cilíndricos estrechos y de diferente diámetro interno (2, 4, 6 y 8 mm) lo que ha permitido evaluar con claridad el efecto y la distancia a la que se transmite dicha influencia. Para caracterizar los geles se utiliza el grado de hinchamiento, la densidad de nudos, la temperatura de transición vítrea, y la microscopía óptica, de fluorescencia y confocal. Los resultados indican que la zona del gel que ha estado en contacto con la pared del molde contiene una mayor densidad de entrecruzamientos. Los hidrogeles obtenidos en teflón y PVC tienen una transición vítrea mas alta, mayor grado de hinchamiento, y una mayor densidad de entrecruzamientos que los geles obtenidos en los moldes de vidrio. Además, el rendimiento de la reacción es menor en teflón y PVC que en los moldes de vidrio. Para los moldes más estrechos, los geles se hinchan más en la dirección normal a la pared que en la dirección paralela, esta anisotropía es más notable en teflón y PVC que en vidrio. En vista a los resultados anteriormente enumerados y con el objeto de descartar influencias ajenas al material de la pared del molde, que pudieran ser las causantes de las variaciones encontradas en el gel, se llevaron a cabo una series de ensayos relacionados con: a) posible presencia de capas oxigeno en paredes de materiales hidrofobicos, b) diferencia de transmisión de calor entre distintos materiales, c) extracción e incorporación a la mezcla de reacción, de aditivos presentes en el material del molde, d) variación en la composición de monómeros de la mezcla de alimentación, causada por la absorción de los mismos al interior del material del molde, e) posible efecto de trasferencia de cadena en la polimerización realzada en materiales halogenados. Para evaluar este último supuesto se estudio el comportamiento y pesos moleculares obtenidos de la síntesis del polímero lineal homologo a diferentes composiciones de mezcla de alimentación. El análisis de los cromatogramas de exclusión por tamaño (SEC) de los polímeros lineales indica que, independientemente del material del molde utilizado, se producen al menos tres especies de polímeros, con diferentes pesos moleculares. La de mayor peso molecular formada por adición del monómero en forma protonada, la de peso molecular intermedio, que es mayoritaria, formada por adición del monómero en forma neutra y la de menor peso molecular formada por adición degradativa. La ancha distribución asimétrica en la cola, obtenida en los tubos teflón, así como los menores pesos moleculares obtenidos en este material concuerdan con una posible transferencia de cadena, que ocurre en materiales que contienen halógeno. Se concluye que cuando la polimerización del poli(N-vinilimidazol) se lleva a cabo en moldes de pequeño tamaño, el material del molde ejerce una influencia en la reacción de polimerización. En la polimerización entrecruzada modifica la distribución de nudos en la red, afectando a las propiedades típicas del hidrogel, especialmente a su grado de hinchamiento, mientras que en la polimerización lineal modifica la distribución de pesos moleculares