Síntesis de nanocompuestos de hidrogeles de poli(ácido acrílico-co-acrilamida) reforzados con nanotubos de carbono funcionalizados

Abstract

En este trabajo se sintetizaron y caracterizaron los hidrogeles preparados a base de un nanocompuesto cuya matriz es un copolímero de poli(ácido acrílico-co-acrilamida), y su agente reforzante son nanotubos de carbono (CNTs) funcionalizados químicamente con grupos cloruro de acilo. Los CNTs se sintetizaron por la técnica de deposición química en fase vapor (CVD), se purificaron con vapor sobrecalentado. Posteriormente se sometieron a un tratamiento de funcionalización por una ruta de tres pasos: (i) oxidación de las paredes de los CNTs con una solución de ácido nítrico 4M para insertarles grupos hidroxilo y carboxilo. (ii) Al producto de la oxidación denominado CNTsOH,COOH se le adicionó cloruro de oxalilo para promover una reacción entre el OxCl y los grupos hidroxilo de los CNTsOH,COOH, y así obtener CNTs funcionalizados con grupos cloruro de acilo (CNTsOxCl). (iii) Finalmente, los CNTsOxCl se hicieron reaccionar con ácido acrílico (AA), y el producto denominado CNTsOxCl-AA, se usó como precursor de los hidrogeles de ácido acrílico/acrilamida (AA/AM) reforzados con estos CNTs. Los CNTs funcionalizados fueron analizados por espectroscopia de infrarrojo (FTIR), espectroscopia Raman, microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FE-SEM) y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS). Los hidrogeles se prepararon con un contenido total de monómeros del 10 % en masa. Se hicieron síntesis a tres relaciones monoméricas: 70/30 AM/AA, 80/20 AM/AA y 90/10 AM/AA a las que se les adicionó el 1% de CNTs respecto a la masa total de monómeros. Para hacer una comparación se prepararon hidrogeles sin CNTs. Todos los hidrogeles se caracterizaron por espectroscopia de infrarrojo, espectroscopia Raman, calorimetría diferencial de barrido (DSC), pruebas mecánicas de compresión en un reómetro de platos paralelos y microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FE-SEM). Además, se evaluaron cinéticas de hinchamiento y pruebas de captación y liberación de ácido fólico. Debido a las propiedades únicas de estos nanocompuestos poliméricos como su alto contenido de retención de agua, su estructura tridimensional, y su capacidad de liberación de fármacos, los hidrogeles estudiados en esta tesis tienen posibilidades de ser aprovechados como vehículos novedosos para liberar ácido fólico en diversos sistemas de interés.