Recebido em 16/7/08; aceito em 16/1/09; publicado na web em 4/8/09 CORRELATION BETWEEN PARAMETERS OF SWELLING KINETIC WITH NETWORK AND HYDROPHILIC CHARACTERISTICS OF POLYACRYLAMIDE AND METHYLCELLULOSE HYDROGELS. In this paper, the effects of acrylamide (AAm), methylcellulose (MC) contents, pH and ionic strength on kinetic, network and hydrophilic properties of polyacrylamide and methylcellulose hydrogels were investigated. The hydrogels were characterized by evaluating of network [average molecular weight between crosslinks (M C ), crosslink density (q) and the number of elastically effective chains (V e )], and kinetic parameters [diffusional exponent (n), diffusion constant (k) and diffusion coefficient (D)]. Such properties were controlled by adjusting of the AAm, MC contents, pH and ionic strength factors. Due to high hydrophilicity and fast water-uptake, the PAAm-MC hydrogels can be considered as materials for potential applications in agricultural fields, mainly in controlled release of water or pesticides.Keywords: hydrogels, kinetic properties, structural properties.
INTRODUÇÃOCelulose é o mais abundante, renovável e biodegradável polissacarídeo encontrado na natureza. Mesmo tratando-se de um polímero hidrofílico, a celulose é insolúvel em água devido ao denso arranjo de suas cadeias. Tal empacotamento se deve às fortes interações intramoleculares que ocorrem por meio de ligações de hidrogênio. 1 A partir de um simples tratamento alcalino, com solução de hidróxido de sódio seguido de uma reação com cloreto de metila, 2 pode-se substituir uma fração de grupamentos hidroxilas por grupamentos metilas. Essa substituição diminui as interações intramoleculares e o empacotamento das cadeias. O principal produto desse tratamento é a metilcelulose (MC). Os grupamentos metilas presentes na estrutura da MC dificultam um arranjo mais ordenado das cadeias, provocando mudanças significativas nas propriedades físico-químicas em relação à celulose. Por exemplo, a metilcelulose apresenta grande solubilidade em água, enquanto que a celulose é insolúvel em água devido à sua cristalinidade.
3Hidrogéis podem ser definidos como sistemas hidrofílicos formados por dois ou mais componentes unidos por ligações covalentes e/ou eletrostáticas dispostos em uma ou mais redes tridimensionalmente estruturadas 4,5 envoltas por moléculas de um determinado solvente, geralmente água. A quantidade de água adsorvida pelos hidrogéis geralmente está relacionada com a hidrofilicidade das cadeias e a densidade de agente de reticulação 6,7 utilizada na síntese.Dependendo da natureza (neutro ou iônico) dos componentes que originam os hidrogéis ou de substâncias incorporadas à matriz, o hidrogel pode responder diferentemente ao se alterar as características do meio externo, tais como pH, 8 força iônica 9 ou da quantidade de algum analito químico específico, por exemplo, corantes, 10,11 pesticidas e ou nutrientes.
12,13O controle dos fatores tais como densidade de cadeias polimé-ricas, quantidade de agente de reticulação e balanço hidrofílico-hidrof...