Estudio de la influencia del ácido cítrico en la reacción de entrecruzamiento de poliacrilamida, parcialmente hidrolizada, con fenol-formaldehído

Abstract

Los geles de poliacrilamida son de gran importancia en diversos sectores de la industria, como es el caso de la industria petrolera en donde son empleados para control de agua en pozos tanto productores como inyectores. Esto hace que la industria éste en una constante búsqueda de sistemas más eficientes que los actualmente empleados para el control de agua. Es por ellos que se propuso la síntesis de geles de poliacrilamida por entrecruzamiento con mezcla fenol- formaldehído (MFF) incorporando ácido cítrico (AC) a pH 7, 8 y 9, a una temperatura de 80°C, determinando la influencia del ácido cítrico en la modificación de las propiedades mecánicas, térmicas y de hinchamiento de los geles sintetizados. La determinación de las propiedades mecánicas de estos sistemas se efectuó en el rango de viscoelasticidad lineal empleando una frecuencia de 5 Hz ante una deformación constante de 10%, determinando que el módulo elástico (G´) de los geles sintetizados disminuía a medida que aumentaba la concentración de ácido cítrico. También se pudo determinar que al incorporar ácido cítrico, no se generaron cambios significativos en cuanto a la estabilidad térmica de los geles. En cuanto a la morfología se pudo constatar que los sistemas sin ácido cítrico presentan una textura rugosa la cual se va perdiendo a medida que se incorpora este aditivo. Se comprobó que el ácido cítrico para estos sistemas no actúa como un agente entrecruzador, su función es permitir la obtención de geles híbridos ya que este se dispone sobre la superficie del gel formando aglomerados de citrato los cuales contribuyen a la modificación de las propiedades mecánicas y de hinchamiento de estos geles. En cuanto al grado de hinchamiento se constató que a medida que incrementa la concentración de ácido cítrico disminuía la capacidad de hinchamiento de los geles con respecto a los que fueron sintetizados sin el aditivo, esto se debe a las variaciones de los potenciales químicos dentro y fuera del gel luego de que este se ha hinchado, además de la presencia de aglomerados de ácido cítrico los cuales posiblemente puedan estar apantallando los grupos ionizables presentes en el gel por lo que disminuye el número de interacciones con el disolvente y en consecuencia disminuye el grado de hinchamiento. Por otro lado se estudió la cinética de hinchamiento de los geles sintetizados a pH 8 en agua desionizada obteniendo resultados que se ajustan satisfactoriamente al modelo propuesto por Schott (segundo orden) lo que permitió determinar los parámetros cinéticos K y W∞ los cuales corresponden a la constante de difusión de hinchamiento y al hinchamiento máximo en el equilibrio.