Síntesis de nuevos hidrogeles híbridos basados en acrilamida y ácido itacónico que incorporan desechos provenientes de la industria minera

Abstract

El presente trabajo de investigación se sinterizaron hidrogeles híbridos basados en poliacrilamida y fases inorgánicas consideradas residuos provenientes de la industria minera, como lo son el lodo rojo (LR) y los finos de ferrosilicomanganeso (FeSiMn), también con fines comparativos se utilizó una arcilla comercial conocida como montmorillonita Tx-1 (MT). El estudio se dividió en tres etapas, la primera consistió en la caracterización y modificación de las fases inorgánicas, donde la morfología analizada mediante microscopia electrónica de trasmisión (MET) y barrido (MEB), mostró que el LR presenta una morfología variada, con aglomerados, que tienen tamaños de partículas entre 2 y 5 µm (aproximadamente el 50%). La segunda etapa consistió en sintetizar y estudiar la estructura y propiedades de hidrogeles híbridos (HGH), formados por una matriz de poliacrilamida (PAAm) y los materiales arcillosos, determinando la importancia de las soluciones presíntesis empleadas, se propone un mecanismo de formación para los HGH que conlleva a microestructuras, donde están presentes interacciones físicas y químicas entre ambas fases. La incorporación de pequeños porcentajes (0,1% en masa) de las fases inorgánicas mejoran la capacidad de los materiales para absorber agua (índices de hinchamiento de 1678% y 1597% para los HGH de LR y FeSiMn respectivamente) en comparación con el hidrogel convencional de PAAm (1119%), igualmente se observó una mejora en la microdureza Vickers y el módulo de almacenamiento (G´): el hidrogel híbrido con 10% de LR presentó un G´, 50 veces superior al hidrogel convencional de PAAm. La tercera etapa consistió en estudiar la absorción de iones en los hidrogeles sintetizados: se evaluó la capacidad de los hidrogeles para absorber cationes Co2+, Fe2+ y Ca2+. El análisis a través de las diferentes isotermas de adsorción, arrojó que en el hidrogel convencional de poliacrilamida y sus híbridos predomina la absorción de tipo físico.