Estudio reológico de soluciones poliméricas de carboximetil celulosa

Abstract

La carboximetil celulosa CMC es un polímero biocompatible cuyo proceso de síntesis consiste en modificar la macroestructura de las cadenas poliméricas de celulosa. Este derivado de celulosa se utiliza tradicionalmente tanto en la industria de alimentos como la farmacéutica. La optimización de estas aplicaciones se relaciona de manera directa con la comprensión y manipulación de la reología de las soluciones acuosas de la CMC. En este trabajo se estudiaron soluciones de CMC de diferente concentración mediante la interpretación de sus curvas experimentales de viscosidad en función de la tasa de corte, del nivel de concentración, y de la temperatura. Las curvas experimentales de viscosidad para las soluciones estudiadas mostraron un comportamiento reológico del tipo pseudoplástico que es menos evidente para las soluciones más diluidas. Se identificó que la viscosidad de las soluciones aumenta con el incremento de su concentración, pero disminuye con el incremento de la temperatura. Los resultados experimentales se ajustaron al modelo de Ostwald o ley de la potencia y al modelo de Cross, mostrando ambos modelos una buena correlación, pero presentan discrepancias con las curvas experimentales a tasas de corte inferiores a 200 s-1. Finalmente, se proponen dos modelos empíricos, que son una extensión del modelo de Ostwald, uno para predecir la magnitud de la viscosidad en función de la tasa de corte y la concentración de CMC, y otro que describe la viscosidad en función de la temperatura y la tasa de corte. Estos resultados constituyen una metodología sistemática para la evaluación de soluciones poliméricas de la CMC y derivados de celulosa.