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HIDROGELES DE QUITOSANA Y POLIETILENGLICOL A PARTIR DE LA REACCIÓN DE DIELS–ALDER: ESTUDIO REOLÓGICO Y PROPIEDADES DE AUTOREPARACIÓN
CINTHYA ARACELI RUIZ PARDO
WALDO MANUEL ARGUELLES MONAL
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
La cicloadición de Diels-Alder es una reacción de química click que se verifica normalmente entre un dieno y un dienófilo, por ejemplo, furano y maleimida por debajo de 100 °C, mientras que a mayores temperaturas puede aparecer la reacción inversa de retro-Diels-Alder. En este trabajo se estudió por reología dinámica la cinética de la reacción y las características de los hidrogeles entrecruzados mediante la reacción de Diels-Alder entre N-furfuril quitosana y derivados maleimida del polietilenglicol. La velocidad de reacción se incrementa con la temperatura, pero el módulo elástico de los hidrogeles disminuye. Esto se explica porque ser más rápida la reticulación, los movimientos segmentales de las cadenas se "congelan", con lo cual las posibilidades de reacción disminuyen. Es interesante que un aumento del grado de polimerización de los derivados bifuncionales de PEG-maleimida incrementa notablemente la fortaleza del hidrogel. Debido a su notable hidrofilia y a la flexibilidad de estas cadenas, los derivados de PEGs permiten un mayor completamiento de la reacción, al favorecer una mejor difusión de los grupos maleimida en el medio de reacción. Este efecto es más importante a una menor concentración de quitosana, cuyas cadenas son notablemente más rígidas. Por debajo de 70 C, los hidrogeles ya formados muestran una mejoría en sus propiedades mecánicas, mientras que por encima de esa temperatura hay una disminución del módulo de almacenamiento del hidrogel, lo que sugiere la presencia de la retro-Diels-Alder. Los materiales poliméricos entrecruzados con enlaces covalentes dinámicos tienen la habilidad de auto-recuperarse ante un daño físico. En reología dinámica, al aplicar una tensión de cizalla mayor al punto de fluencia, se produce la desintegración mecánica del hidrogel, seguido de una recuperación instantánea al cesar esa deformación. Sin embargo, al examinar ese proceso visualmente o mediante microscopía óptica, son necesarios tiempos mucho mayores para completar la auto-reparación. Esto indica que la recuperación instantánea en experimentos reológicos se debe a la ruptura homolítica de las cadenas macromoleculares en los puntos de mayor tensión, lo que conduce a la formación de radicales libres. Al terminar esa tensión, el hidrogel se recupera instantáneamente debido a la recombinación de los radicales libres.
01-07-2022
Tesis de doctorado
Español
CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA
Aparece en las colecciones: TESIS DE DOCTORADO EN CIENCIAS (DC)

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