Preparação de jejum

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13815 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Os hidrogéis superabsorventes têm amplas aplicações em muitos campos devido ao seu desempenho único de absorção de água. Apesar de décadas de pesquisa sobre hidrogéis superabsorventes, a alta absorção de água sob pressão e o rápido inchaço ainda são desafios e altamente desejados para suas aplicações em produtos higiênicos e outros. Aqui, relatamos a preparação de hidrogéis superabsorventes de amido-g-poli (ácido acrílico) / poli (álcool vinílico) porosos de rápido inchaço com alta absorção de água salina sob pressão por formação de espuma e reticulação pós-superfície. O dicloridrato de 2,2'-Azobis (2-amidinopropano) (AIBA) foi usado como um novo porógeno em vez de porógenos convencionais como NaHCO3. A reticulação pós-superfície do hidrogel foi obtida usando glicerol através da reação de esterificação. O AIBA é um porógeno melhor que o NaHCO3 em relação à porosidade e ao desempenho de inchamento dos hidrogéis, e seu conteúdo tem grandes influências na estrutura e no desempenho de inchamento dos hidrogéis, incluindo a absorção de água e a taxa de inchamento. Além disso, a reticulação superficial usando glicerol pode aumentar significativamente a absorção de água salina sob pressão (2 kPa), mas sacrificando a taxa de inchaço. Consequentemente, os hidrogéis apresentam alta absorvência de água para água deionizada (560 g/g), solução de NaCl a 0,9% em peso (58 g/g), solução de NaCl a 0,9% em peso sob pressão de 2 kPa (28 g/g) e inchaço rápido ( 31 s para atingir um estado altamente inchado).

Desde o primeiro artigo sobre hidrogéis relatado por Wichterle e Lim1, os hidrogéis têm sido amplamente utilizados em engenharia química2,3,4, agrícola5,6,7, farmacêutica8,9, arquitetura10,11 e aplicações higiênicas12,13, etc. em produtos higiênicos, uma das propriedades muito importantes é o rápido inchaço de hidrogéis secos em soluções aquosas. Geralmente, a taxa de penetração das moléculas de água na rede polimérica e a hidrofilicidade dos grupos funcionais são os dois principais fatores que determinam a taxa de intumescimento dos hidrogéis . Assim, maior porosidade nos hidrogéis pode aumentar a área de contato entre a rede polimérica e soluções aquosas externas, o que é útil para aumentar a taxa de inchaço .

Até agora, vários métodos de formação de poros, incluindo a técnica de separação de fases17, a técnica de liofilização e hidratação18, a técnica de porosígeno19 e a técnica de formação de espuma20,21, foram empregados para preparar hidrogéis porosos. Dentre esses métodos, a técnica de formação de espuma é um método simples e eficaz para gerar estrutura porosa em hidrogéis. Compostos carbonáticos como NaHCO322 e solventes orgânicos como metanol e acetona são os reagentes espumantes mais utilizados23,24. Além disso, também foram relatados hidrogéis porosos obtidos através da formação de espuma no processo de polimerização e da desidratação sem solvente dos hidrogéis sintetizados . Embora a porosidade e a taxa de intumescimento dos hidrogéis possam ser melhoradas usando compostos de carbonato como porógenos, o tempo e a sequência de adição de porógenos, bem como o tempo de gelificação do processo de polimerização, precisam ser cuidadosamente controlados porque a decomposição induzida por ácido de compostos de carbonato ocorreu intensamente após adicioná-los à mistura de reação. Além disso, é difícil obter um hidrogel com estrutura porosa homogênea devido à dispersão não uniforme das partículas de carbonato na mistura reacional. Portanto, para encontrar um porogênio que possa ser bem disperso na mistura de reação, mas não possa ser decomposto antes da polimerização, é necessário obter um processo de formação de espuma estável e, portanto, ter uma boa estrutura porosa.

Por outro lado, para aplicações em produtos higiênicos, a absorção de água dos hidrogéis sob pressão é importante26. Para alguns hidrogéis convencionais, o tamanho granular dos hidrogéis durante o inchaço em soluções salinas aquosas pode ser reduzido sob pressão. Isto irá dificultar grandemente a permeabilidade de líquidos aquosos, tais como fluidos corporais, através das partículas de hidrogel e, assim, a absorção de água dos hidrogéis será grandemente reduzida. É muito desejável ter alta absorção de água sob pressão para atender aos requisitos de aplicações na área higiênica. A reticulação superficial após a preparação de hidrogéis é uma abordagem plausível para resolver o problema sem escarificar muito a absorção de água27,28.