Adsorción de polielectrolitos de baja densidad de carga sobre superficies sólidas y fuerzas de interacción superficial

Resumen

Los fenómenos de adsorción de polímeros en suspensión acuosa y las fuerzas de interacción que ocurren en estos sistemas son altamente relevantes en aplicaciones industriales donde participan procesos de agregación, floculación, coagulación o dispersión de partículas coloidales. En esta investigación se emplea espectroscopia de fotoelectrones de rayos X y elipsometría para estudiar la adsorción de polielectrolitos catiónicos de baja densidad de carga sobre superficies negativas (mica y sílica). Adicionalmente se emplea el aparato interferométrico de fuerzas superficiales para evaluar las fuerzas de interacción entre superficies recubiertas con el polímero. En el caso de polielectrolitos de alto peso molecular y baja densidad de carga se demuestra que el mecanismo de adsorción es limitado por factores estéricos siendo secundario el efecto de la carga o potencial del substrato. Adicionalmente se establece que el incremento de la fuerza iónica del medio produce la desorción del polielectrolito acompañada por un incremento en el espesor de la capa adsorbida. El aumento del espesor de capa adsorbida se suele atribuir a una mayor masa en la interfase, sin embargo, la ocurrencia del fenómeno opuesto en el presente caso se explica por la reducción de la afinidad entre el polielectrolito y la superficie y el hinchamiento del polielectrolito en la frontera sólido/líquido. Finalmente, se discute la conformación del polímero adsorbido y su implicación en el desarrollo de fuerzas inter-partícula.