Estructuras poliméricas entrecruzadas de dimensión mesoscópica

Resumen

El objetivo de esta Tesis Doctoral es el estudio de un microgel poco entrecruzado de síntesis reciente. Está constituido por 2-vinilpiridina y divinilbenceno como agente entrecruzante. El primer Capítulo está dedicado al inflado de partículas de gel controlado por carga. Se verifican algunas de las predicciones de la teoría termodinámica clásica del inflado de geles, usando para ello la teoría de Flory. Se determinan la carga superficial e interna de las partículas de microgel, así como el tamaño de partícula para estados de carga y concentraciones iónicas diferentes. El inflado de microgeles mediante esfuerzo externo es el objetivo del segundo Capítulo. La adición de un polímero libre al medio, dextrina en este caso, proporciona una presión osmótica externa que permite modificar el estado de inflado/desinflado de las partículas de gel. Se extiende la teoría de Flory incorporando una variable, la presión osmótica, que permite modificar el estado del gel. A continuación y mediante dispersión estática de luz láser, se estudia la estructura interna de las partículas de microgel. Los resultados experimentales para grados de inflado de partícula diferentes se interpretan en base a un modelo de permitividad dieléctrica variable. El Capítulo 4o se dedica a la dinámica de microgeles en régimen diluido, mediante dispersión dinámica de luz. Se introduce la descripción de la interacción hidrodinámica entre los centros de resistencia de la red polimérica y se plantea el problema en el ámbito de la mecánica estadística en la escala temporal difusiva. Determinando experimentalmente la función de autocorrelación en intensidad, se llega a la conclusión que el microgel se comporta como una partícula rígida en estado desinflado, presentando una hidrodinámica característica de un polímero cuando está inflado. La medida de la movilidad microelectroforética de las partículas es el objetivo del siguiente Capítulo. Los resultados se justifican cualitativamente usando la teoria de Oshima para partículas núcleo-corteza. Para lograr el acuerdo cuantitativo entre la teoría y el experimento, se propone utilizar el fenómeno de la condensación iónica, según el modelo de Levine. También se presenta un estudio con partículas rígidas que demuestra la importancia y validez de este fenómeno. El último Apartado de la Tesis se dedica al fenómeno de agregación de partículas de microgel. Se describe la estabilidad coloidal de la suspensión frente a la concentración iónica del medio. Se obtienen resultados experimentales para la cinética y estructura de los agregados a tiempos largos, en régimen de alta concentración de sal. La interpretación de los resultados se lleva a cabo en el marco del crecimiento reversible de los agregados.