Role of hydrophobically modified inulin of rubber latex stability and film formation

El objetivo principal del trabajo de investigacion ha sido estudiar y controlar la estabilidad del latex natural, en presencia de un nuevo tensioactivo polimerico (copolimero de injerto, con una cadena principal de unulina funcionalizada con cadenas laterales alquilicas). Otro objetivo importante ha sido relacionar las propiedades coloidales del latex con las propiedades de las peliculas de latex. La adsorcion del tensioactivo, sobre las particulas de caucho del latex, se ha investigado mediante la realizacion de isotermas de adsorcion, determinaciones de potencial Zeta y de tamanos hidrodinamicos. La estabilidad de las particulas de caucho, en funcion de la concentracion de tensioactivo, se ha estudiado mediante determinaciones de la concentracion critica de coagulacion de Ca(NO3)2 (CCC). Las interacciones entre las particulas se han estudiado por reologia. Por otra parte, se han preparado muestras de guantes, utilizando un proceso en planta piloto, en funcion de la concentracion de tensioactivo, y se han caracterizado sus propiedades mecanicas y morfologicas. Los resultados han demostrado que el tensioactivo se adsorbe fuertemente sobre las particulas de caucho, y que el Ca(NO3)2 aumenta la adsorcion de tensioactivo. La adsorcion del tensioactivo sigue un modelo de isoterma de Langmuir, y se ha calculado el area por molecula y la energia libre de adsorcion a partir del ajuste a dicho modelo. Se ha observado que la energia libre de adsorcion aumenta un orden de magnitud con la adicion de 0.5 M Ca(NO3)2. Ello se ha atribuido a la deshidratacion del tensioactivo por el Ca2+, lo que facilita la adsorcion sobre superficies hidrofobas. Por otra parte, la adsorcion del tensioactivo tambien produce una disminucion del potencial Zeta. Este efecto se atribuye a que el tensiaoctivo polimerico desplaza el plano hidrodinamico a mayores distancias de la superficie de las particulas. Dicho desplazamiento se ha calculado en 4.3 ±0.5 nm, valor semejante al determinado por dispersion dinamica de luz, de 3.1 ±0.35 nm. La estabilidad colidal del latex aumenta enormemente con la adsorcion del tensioactivo. En presencia de pequenas concentraciones de tensioactivo, se han observado tres situaciones distintas: (i) Coagulacion a concentraciones muy bajas de tensioactivo; (ii) Floculacion debil cuando la cantidad de tensioactivo es pequena y no permite recubir toda la superficie de las particulas; (iii) Dispersion estable, cuando la concentracion de tensioactivo es superior a la concentracion de saturacion observada en las isotermas de adsorcion. El estudio de las propiedades coloidales mediante reologia ha permitido estimar el grosor de capa de tensioactivo adsorbido, de 10 nm, aunque la viscosidad no presenta un buen ajuste al modelo de Dougherty-Krieger, debido principalmente a que las particulas son blandas y deformables (tal como se ha observado por microscopia optica y SEM); y no cumplen un modelo que supone esferas rigidas. Los ensayos de viscoelasticidad han permitido calcular la dimension fractal de los agregados de particulas, ?2.9, en presencia de pequenas concentraciones de INUTEC NRA. Los valores obtenidos son proximos a 3, que es el valor maximo para agregados compactos. Por lo tanto, la presencia de INUTEC permite obtener agregados con menor porosidad. Se han preparado y caracterizado muestras de guantes, y se ha estudiado la influencia del tensioactivo. Su adicion produce una disminucion en el grosor de los guantes y por lo tanto de su peso total. Ello se ha atribuido a la mayor estabilidad de las particulas de latex, formandose una capa con menor grosor de particulas coaguladas. Las muestras de guantes se han observado por microscopia electronica de barrido (SEM), apreciando la formacion de films con menor porosidad y con mayor homogeneidad, en presencia del tensioactivo. Ello es coherente con el elevado valor de dimension fractal obtenido por reologia. Probablemente, una floculacion mas debil permite la formacion de agregados mas compactos, que dan lugar a la formacion de films mas homogeneos. Las propiedades mecanicas de resistencia a la traccion y la rotura no varian con la adicion de tensioactivo. Este resultado se ha interpretado como la neutralizacion de dos posibles efectos opuestos: El menor grosor disminuiria las propiedades mecanicas, aunque sin embargo la mayor homogeneidad del film las aumentaria.