Propiedades de mezclas de polielectrolitos y tensioactivos en disolución e interfase

Resumen

Las mezclas formadas por polielectrolitos y tensioactivos presentan un creciente interés para la ciencia coloidal como consecuencia de sus múltiples aplicaciones en una gran variedad de campos con interés tecnológico, entre los que cabe destacar las industrias de pintura, cosmética, farmacéutica y alimentaria. En formulaciones con base acuosa como es el caso de los lodos de perforación y champús, los polielectrólitos presentan un particular interés dada su alta solubilidad, y que posibilitan la obtención de formulaciones con propiedades reológicas únicas, mientras que los surfactantes, los cuales suelen ser también solubles en agua, tiende a adsorberse en superficies disminuyendo la energía de la superficie. Desde el punto de vista químico, los polielectrolitos son polímeros que contienen grupos iónicos disociados parcialmente en disolución acuosa, estando sus propiedades dominadas por la existencia de fuertes interacciones electrostáticas de largo alcance. La interacción de estos poliiones con tensioactivos o proteínas de carga opuesta o neutra da lugar a la formación de complejos polímero-tensioactivo, los cuales desempeñan un papel clave en en multitud de procesos tanto biológicos como industriales. En los sistemas polielectrolito-tensioactivo, generalmente no hay asociación cuando las especies tienen carga de igual signo, pero se han observado asociaciones fuertes cuando las especies presentan carga opuesta. Las mezclas de poliiones y tensioactivos con carga opuesta tienden a asociarse para formar complejos. Dichos complejos son insolubles en agua para cantidades estequiométricas de tensioactivo y monómeros (basadas en la equivalencia de carga carga, es decir el punto isoeléctrico), puede esperarse la precipitación de los agregados formados en medio acuoso. Cabe destacar que los complejos pueden precipitar flocular incluso lejos del punto isoeléctrico. Por lo tanto, es esencial conocer la solubilidad de una determinada composición, cinética de adsorción y elasticidad para el diseño de formulaciones con aplicación industrial. En algunas aplicaciones prácticas, por ejemplo, humectación, evaporación y adhesión, el comportamiento de adsorción de los complejos en las interfases de fluido sólido o fluido-fluido juega un papel determinante. Los complejos polielectrolito-tensioactivo se adsorben en interfases sólidas y fluidas, modificando sus propiedades como resultado del cambio en la energía superficial de la interfase. Los fenómenos de mojado y evaporación de mezclas de polielectrolito- tensioactivo sobre un sustrato sólido es un fenómeno complejo que comprende varios procesos fisicoquímicos tales como la evaporación del disolvente, la difusión de solutos y la adsorción en las diversas interfases. En general, el comportamiento de una gota líquida sésil depende de sus interacciones con la fase de vapor circundante y el material del sustrato, siendo necesario para la descripción fenomenológica conocer diversos parámetros físicoquímicos como son la tensión superficial, energía superficial, coeficiente de difusión, temperatura, etc. En particular, la dinámica de dispersión de gotas sésiles de fluidos complejos está fuertemente controlada por los parámetros anteriormente citados, esto se debe a que la dispersión es un fenómeno interfacial y la presencia de los agentes activos de superficie en estas mezclas modifica las energías libres superficiales de las regiones interfaciales que rodean la gota sésil. Además, cuando los componentes de las mezclas son solubles y no volátiles, se ha demostrado que la dinámica de evaporación del fluido complejo no se ve modificada significativamente en relación a la encontrada para el agua pura.