Investigación

Microreología de polímeros asociativos multiuniones en solución acuosa

E. Robles–Avila¹, M.A., Valdez–Covarrubias¹, R. Gámez–Corrales¹, J.I. Acedo–Carrillo², E.J. Jiménez–Regalado²

¹ Departamento de Física, Universidad de Sonora, Apartado Postal 1626, 83000 Hermosillo, Sonora, México.

² Centro de Investigación en Química Aplicada, Blvd. Enrique Reyna #140, 25100 Saltillo, Coahuila, México.

Recibido el 13 de agosto de 2008
Aceptado el 8 de febrero de 2010

Resumen

Las técnicas experimentales de microrreología óptica y reología clásica han sido aplicadas para estudiar las propiedades viscoelásticas de un copolímero asociativo (PA) de tipo multiunión en disolución acuosa en el régimen semidiluido no entrelazado. Este copolímero está constituido de acrilamida en mayor proporción (99 % mol) y una pequeña cantidad de un monómero hidrófobo N,N–dioctilacrilamida (DOAM) (<1 % mol). Bajo ciertas condiciones fisicoquímicas los PA se autoasocian en agregados de tamaño nanométrico formando microgeles físicos temporales con propiedades viscoelásticas. La técnica de microrreología pasiva utiliza la dispersión dinámica de luz (DLS) para obtener información de las propiedades dinámicas locales del PA en solución acuosa, por medio de la difusión de traslación de partículas trazadoras inmersas en el fluido complejo. Con esta técnica experimental el rango de frecuencias es extendido hasta 50,000 s^–1, permitiendo obtener mayor información de los módulos viscoelásticos G'() y G"(). En este trabajo se presenta un estudio de las propiedades viscoelásticas en función de la concentración y tamaño de la partícula trazadora, y también de la concentración del PA. El comportamiento viscoelástico del PA en solución acuosa ha sido interpretado utilizando el modelo de Rubinstein y Semenov [1].

Descriptores: Dispersión dinámica de luz; reología lineal; geles físicos.

Abstract

The experimental techniques of optical microrheology and classical rheology have been applied to study the viscoelastic properties of aqueous solution of an associative copolymer (AP) multisticker in the unentangled semidiluted regimen of concentration. Polymer chains consists of polyacrylamides (99 %mol), hydrophobically modified with low amounts (<1 % mol) of N,N–dioctylacrylamide (DOAM). Under certain physicochemical conditions these AP self assemble in aggregates of nanometric size to form physical transitory microgeles, resulting in viscoelastic fluids. The passive microrheological technique uses dynamic light scattering to obtain the information of the local dynamic properties of aqueous solutions of associating polymers. With these experimental techniques the range of frequencies is extended up to 50,000 s^–1, allowing to obtain more information of the moduli G'() y G"(). In this work, a study of the concentration and diameter of tracer particles also the concentration of AP on the viscoelastic properties has been performed. The viscoelastic behavior of aqueous solutions of AP has been interpreted using the theoretical model of Rubinstein and Semenov [1].

Keywords: Dynamic light scattering; linear rheology; physical microgels.

PACS: 83.80.Qr; 83.80.Kn; 05.40.Jc

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Agradecimientos

Los autores agradecen a L.F. Rojas–Ochoa, y E. Andablo–Reyes por sus fructíferas discusiones, a A. Maldonado–Arce por las facilidades otorgadas para la preparación de las muestras. Además E. Robles–Avila agradece a CONACyT por su beca de posgrado. Este trabajo fue financiado económicamente por CONACyT (proyecto J–41450).

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