Síntesis, caracterización y aplicaciones de poliacrilamidas catiónicas obtenidas por emulsión inversa

Abstract

En el presente trabajo se pretende obtener distintos copolímeros basados en acrilamida y comonómeros catiónicos, empleando la técnica de polimerización en emulsión inversa [1, 2]. El objetivo principal es la obtención de materiales que presenten un peso molecular elevado y controlable además de una composición y microestructura definidas en función de las condiciones de síntesis. De esta forma se persigue el desarrollo de nuevos floculantes comercialmente explotables de aplicación en operaciones de separación sólido-líquido que mejoren el rendimiento de los actualmente presentes en el mercado [3, 4]. Para cumplir estos objetivos se van a sintetizar una serie de polímeros basados en acrilamida que incorporen diferentes proporciones de comonómeros acrílicos conteniendo un grupo amonio cuaternario en su estructura química (cloruro de acriloxietiltrimetilamonio). De esta forma conseguiremos obtener copolímeros con una densidad de carga catiónica e hidrofilidad definidas por la fracción molar de los comonómeros empleados en la alimentación. El peso molecular y el grado de estructuración se regularán mediante la adición en síntesis de una serie de aditivos como son los agentes de transferencia de cadena y los agentes reticulantes (N,N’- metilenbisacrilamida). La microestructura (azar, bloques) se controlará en función de las condiciones de alimentación de los comonómeros durante la síntesis. La polimerización en emulsión inversa es una técnica relativamente compleja donde intervienen un gran número de variables. Por este motivo en la primera parte del proyecto se ha seleccionado un copolímero modelo (acrilamida-co- cloruro de acriloxietiltrimetilamonio, 45% molar catiónico) para estudiar cuáles son las principales variables en síntesis y cómo afectan a las características del polímero. Asimismo el desarrollo y puesta a punto de los métodos y técnicas de caracterización estructural se hará a partir del copolímero modelo mencionado. El peso molecular se determinará por GPC y viscosimetría rotacional, la composición y microestrucutra se estudiará por FTIR y RMN. Para la determinación del tamaño de partícula se empleará DLS (dispersión de luz dinámica). Las propiedades térmicas se estudiarán por DSC y, finalmente, se empleará el análisis termogravimétrico (TGA) para el estudio de la estabilidad térmica.