Estudio de la adsorción competitiva entre polielectrolitos y tensoactivos: efecto en la microestructura, propiedades reológicas interfaciales y estabilidad de las emulsiones W₁/O/W₂ Público Deposited
En el presente trabajo, se llevó a cabo un estudio de las interacciones entre la goma de Mezquite (GM, polielectrolito aniónico con actividad superficial) y Quitosano (Q, polielectrolito catiónico sin actividad superficial) que tienen lugar en la interfase agua-aceite, determinando las propiedades reológicas interfaciales y estructura de las películas de biopolímeros adsorbidas en ésta. Además, se estableció el efecto de estas interacciones sobre la estabilidad de la emulsión múltiple agua-aceite-agua (W1/O/W2) formulada a partir de la mezcla de ambos biopolímeros. La evaluación de las propiedades reológicas interfaciales se realizó proponiendo una metodología a partir del uso de un reómetro convencional Paar-Physica (MCR 300) que trabaja bajo control de esfuerzo y/o deformación. Para ello, al reómetro se le adaptó una geometría tipo bicono y un baño refrigerante, lo que le permitió medir los parámetros mínimos requeridos (momento de fuerza y ángulo de desplazamiento del bicono) que, junto con los modelos y/o ecuaciones existentes en la literatura, fueron empleados en la determinación de la viscosidad aparente interfacial y propiedades de fluencia-capacitancia interfaciales. Se usó esta técnica para determinar las propiedades reológicas interfaciales de películas adsorbidas en la interfase agua-aceite Mineral y agua-aceite de Canola, obtenidas a partir de soluciones de mezclas de biopolímeros con 10% en peso de GM y diferentes concentraciones de Q (0-1% en peso). Los resultados mostraron que existe una interacción de tipo electrostática que, a pH constante (pH∼3.8), depende de la concentración relativa de ambas macromoléculas. Cuando las soluciones presentan un balance de cargas entre la GM y Q, originando una neutralización en la densidad de carga evaluada mediante la determinación del potencial Z, se incrementa la viscosidad aparente interfacial y los módulos elásticos de la película adsorbida, presentándose los mayores valores para la concentración de 10%GM-0.4%Q y en la interfase agua-aceite de Canola. Este mismo comportamiento se observó en el estudio de las interacciones entre los polielectrolitos en emulsiones aceite-en-agua (O/W) formuladas con las mismas relaciones de biopolímeros. La emulsión O/W formulada con el complejo 10%GM-0.4%Q y aceite de Canola presentó la menor cinética de coalescencia y un comportamiento reológico que exhibió un mayor carácter elástico que viscoso, con poca dependencia respecto al tiempo de envejecimiento de la emulsión. Lo anterior permitió inferir la relación que existe entre las propiedades reológicas y la estabilidad de la emulsión con las propiedades reológicas evaluadas en la interfase agua-aceite. Un mayor módulo elástico interfacial y una mayor viscosidad aparente interfacial son el resultado de la formación de una película rígida y homogénea, como resultado de una mejor orientación de las moléculas en la interfase, ésto permite tener un mejor control sobre los mecanismos de desestabilización en los sistemas dispersos. Finalmente, se utilizaron los resultados de los análisis realizados en la interfase y en las emulsiones O/W, para la selección de la mezcla de biopolímeros que permitió la formación de complejos electrostáticos capaces de estabilizar los glóbulos de la emulsión múltiple W1/O/W2.
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