Dinámica molecular de p-NIPAM en mezclas agua-alcohol y agua-acetona

Abstract

En este trabajo se combina el uso de técnicas experimentales y de simulación computacional para estudiar el efecto de co-insolubilidad que el p-NIPAM muestra al ser colocado en mezclas de agua con acetona y agua con 1-propanol. Experimentalmente, se determinan las temperaturas CST de microgeles de p-NIPAM en ambas mezclas acuosas co-insolubles a distintas concentraciones. Para esto, se estudia el tamaño de los microgeles de p-NIPAM en función de la temperatura, a través de la medición de su radio hidrodinámico (RH). Con este fin, se emplean técnicas de Dispersión Dinámica de Luz (DLS) y reología. Las simulaciones se realizan con la técnica Dinámica Molecular para cadenas y membranas de p-NIPAM, en mezclas acuosas semejantes a las empleadas experimentalmente. A partir de las simulaciones se obtiene información del estado conformacional del sistema como los perfiles de densidad de cada componente de la mezcla y el radio de giro (Rg) del polímero. Los resultados experimentales y de simulación coinciden satisfactoriamente en ambas mezclas acuosas. En los resultados se observa una interacción preferencial del p-NIPAM por la acetona o 1-propanol, en detrimento de la interacción p-NIPAM-agua y se reconoce que esta interacción preferente es el factor principal que conduce a la co insolubilidad. Además de esto, se encuentra que el co disolvente (acetona o 1-propanol) añadido al agua regula el diámetro total que pueda alcanzar el polímero en su estado colapsado (insoluble). Finalmente, con la información obtenida se propone un mecanismo general de como ocurre el fenómeno de la co-insolubilidad en las mezclas p-NIPAM/disolvente/co-disolvente.