Síntesis y caracterización de hidrogeles superabsorbentes a base de celulosa, alcohol polivinilico (PVA) y ácido acrílico (AA) con potencial aplicación para la agricultura

Abstract

Sintetiza y caracteriza una gama de hidrogeles superabsorbentes preparados a base de celulosa, alcohol polivinílico y ácido acrílico para verificar su potencial uso en la agricultura. El sistema utilizado para la preparación fue un reactor de tanque con agitación continua bajo condiciones de atmósfera inerte a una temperatura de 50°C con un tiempo de reacción de 4 horas y agitación constante de 600 rpm. Para estudiar la mejor formulación para preparar el hidrogel, se propuso un diseño de experimento (DOE) con dos factores relación entre CEL/PVA y concentraciones de agente entrecruzante N´N Metilenbisacrilamida (MBA), con tres niveles para cada variable. Los hidrogeles obtenidos fueron evaluados en su capacidad de hinchamiento/deshinchamiento en agua destilada, soluciones salinas, diferentes pH y temperaturas. Los resultados de hinchamiento en agua destilada mostraron valores entre 211.74 g/g y 575.89 g/g; mientras tanto; en soluciones salinas, se observó un efecto respecto a la carga iónica generando mayor capacidad de hinchamiento para soluciones con iones en el siguiente orden Ca+2 < Mg+2 < K+ < Na+; además, en un medio ácido/básico el hidrogel responde favorablemente alcanzando hinchamientos similares a un medio neutro. Por otro lado, para determinar el comportamiento de deshidratación o liberación de la cantidad de agua absorbida, se sometió el hidrogel hinchado a una temperatura de 40°C apreciándose la reducción de volumen en forma decreciente entre un periodo de 3 a 4 días. Finalmente los resultados obtenidos mostraron, que los hidrogeles preparados con una menor relación CEL/PVA y menor concentración de agente reticulante, posibilitan absorber grandes volúmenes de agua, esto lo caracteriza como hidrogeles superabsorbentes; siendo estables en soluciones salinas, pH y soportan condiciones de temperatura a 40°C; por lo tanto, poseen un gran potencial para ser aplicadas a la agricultura, además, de estar conformados por componentes que promueven la química verde por ser biodegradables y ecológicos.