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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
DIFERENTES ARQUITECTURAS DE HIDROGELES BASADOS 
EN QUITOSANO Y DIMETILACRILAMIDA, SINTETIZADOS 
VÍA RADIACIÓN GAMMA, PARA LA RETENCIÓN DE IONES 
CROMATO. 
 
 
TESIS 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
INGENIERO QUÍMICO 
 
 
 
PRESENTA 
DANIEL OMAR TINOCO CORTÉS 
 
 
 CIUDAD UNIVERSITARIA, CDMX 2016 
 
 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: Profesor: JUAN MANUEL NAVARRETE TREJO 
VOCAL: Profesor: SOFÍA GUILLERMINA BURILLO AMEZCUA 
SECRETARIO: Profesor: EDUARDO VIVALDO LIMA 
1er.SUPLENTE: Profesor: MARIA KENIAZAMORA ROSETE 
2° SUPLENTE: Profesor: VICTOR BARRERA GUZMAN 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
LABORATORIO DE QUÍMICA DE RADIACIONES EN MACROMOLECULAS, 
INSTITUTO DE CIENCIAS NUCLEARES, UNAM. 
 
 
ASESOR DEL TEMA: 
 
 
DRA. SOFÍA GUILLERMINA BURILLO AMEZCUA 
 
 
SUSTENTANTE: 
 
 
DANIEL OMAR TINOCO CORTÉS 
 
Los avances y resultados de esta tesis se presentaron en los siguientes 
congresos: 
Different Architectures of Hydrogels Based on Chitosan and Dimethylacrylamide, 
Synthesized by Gamma Radiation, for the Retention of Chromate. Daniel Omar 
Tinoco Cortés, Sofía Guillermina Burillo Amezcua. XXV International Materials 
Research Congress. Agosto 14-19, 2016. Cancún, Quintana Roo, México. 
Síntesis de Diferentes Sistemas de Hidrogeles Basados en Quitosano y DMAAm, 
para la Retención de Cromatos. Daniel Omar Tinoco Cortés, Sofía Guillermina 
Burillo Amezcua. 50° Congreso Mexicano de Química y 34° Congreso Nacional de 
Educación Química. Octubre 7-10, 2015. Quéretaro México. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
A la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) por ser mi alma máter, a 
la cual debo mi formación desde que ingrese a la ENP 5 “José Vasconcelos”, para 
posteriormente ingresar a la Facultad de Química, así mismo agradecer al Instituto 
de Ciencias Nucleares (ICN) donde realice este proyecto de tesis. 
Agradecerles a mis papás Miguel Tinoco Dueñas y Maria Esther Cortés Bravo, 
primero por darme la vida y permitirme con su ayuda, consejos y regaños llegar a 
concluir mis estudios. A mi papá por todo el apoyo, a pesar de las altas y bajas 
siempre estuvo ahí, además de enseñarme a trabajar y buscar salir adelante. A mi 
mamá por todos los consejos y ayuda que me dio en cada momento. Los quiero, 
muchas gracias por todo. 
A mis hermanos Miguel Ángel, Karen Nandthllely, Derian Aynny por todo el apoyo 
que me brindaron, como toda relación de hermanos siempre con altas y bajas, 
pero siempre contado con ustedes en todo momento con bromas, chistes, risas, 
juegos, peleas. Tío León Felipe gracias por todo lo que hemos vivido juntos, por 
ser ese cuarto hermano en mi vida y de mis hermanos también. Gracias a los 
cuatro por todo. 
A mis abuelitos tanto paternos (Benigno Tinoco e Isabel Dueñas), como maternos 
(Crescencio Cortés y Ofelia Bravo) por todo el apoyo y cariño que me han 
brindado desde niño, hasta estos momentos, por perdonar mis ausencias en sus 
casas sólo por apoyar mis estudios, los cuatro son de las personas más 
importantes que existen en mi vida. 
A todos mis tíos paternos (Hilda, Ángeles, Jesús, Isabel y Victor) y maternos 
(David, Daniel, Elisabeth e Isaías), les agradezco porque desde niño me han 
apoyado, cuidado y querido a todos ustedes les agradezco. 
A mis primos paternos y maternos (no los menciono por ser muchos). A los 
mayores gracias por las enseñanzas y por cuidarme. A los menores perdón si no 
he sido el mejor primo, sólo espero que yo sea un pequeño ejemplo de que se 
puede salir adelante, sólo no se rindan. 
A mi tío Felipe Dueñas por ser la primera persona que me acerco al mundo de la 
química, además de todo su apoyo y muy especialmente por todos los libros que 
me presto a lo largo de la carrera, sin su ayuda tal vez todo fuera diferente. 
Al profesor Gustavo Garduño, gracias por todo lo que me ha enseñado a lo largo 
de seis años, tal vez sólo un año fui su alumno, sin embargo siempre me enseño 
algo. Gracias por todo su apoyo y por ser como un segundo padre para mí. No 
puedo mencionar a Garduño sin hablar de Alberto Colín, gracias por todo el 
apoyo. 
Gracias a la Dra. Guillermina Burillo por su apoyo, tiempo y dedicación para la 
elaboración de este proyecto, espero no defraudarla de ninguna forma en este 
proyecto. 
Gracias a Luis Ramírez y Daniel Zavaleta por todo el apoyo y consejos brindados 
durante 12 años. 
Gracias a todos los amigos de la prepa que vieron mi inicio en la UNAM y hoy 
continúan apoyándome. A toda la familia del 434 en especial a Estefanía y Zuriel, 
a los grandes amigos del 518 en especial Julio Tablas, Eyla, Sully, Daniela, Julio 
Rojas, Julio Reyes, Iván, Edgar. A los que me acompañaron en el último año de 
prepa muy en especial Pedro Meza, Adrián Villasana, Lorena, Rene. Gracias a 
todos con los cuales tengo innumerables recuerdos. 
Valeria Olvera gracias por todo tu apoyo, consejos y ánimos que me has brindado 
durante tantos años. 
También le agradezco todo su apoyo aunque no tan presencial pero siempre 
sabiendo escuchar a Noemi Martinez. 
El desarrollo de este proyecto no pudo ser posible sin el gran apoyo del equipo de 
trabajo del Laboratorio de Química de Radiaciones en Macromoleculas del ICN, 
gracias a los doctores Emilio y Alejandra, gracias a los compañeros de laboratorio 
en especial a Edgar, Fernando, Angelica, Luisa y Erika. 
Aunque no es parte del laboratorio, en los últimos meses de este proyecto siempre 
conté con su apoyo, consejos y ánimos, muchas gracias por todo Martiza. 
Le agradezco todo su apoyo y amistad desde primer semestre de la carrera hasta 
hoy en día a todo K9 en especial a Jovanni, Jesús Morales, Viridiana, Jonathan, 
Carmen, Hugo, Salvador, Pompeyo. 
Gracias a todos los alumnos que he tenido, porque puedo decir que he aprendido 
mucho de ellos. Gracias por brindarme su amistad después de ser su profesor, 
muy en especial Efrain, Yuritzi, Ezequiel, Karina, Luis Diego y Adriana. 
Gracias a todas las personas que a lo largo de mi vida me han ayudado e 
impulsado para continuar adelante y nunca rendirme, se volvería muy largo 
agradecer a cada una y perdónenme a quienes no mencione, a cada uno de 
ustedes le agradezco. 
¡POR MI RAZA HABLARÁ EL ESPÍRITU! 
Daniel Omar Tinoco Cortés 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Contenido 
1. Introducción ...................................................................................................... 1 
1.1 Hipótesis ........................................................................................................ 2 
1.2 Objetivos ........................................................................................................ 2 
1.2.1 Objetivos generales ................................................................................. 2 
1.2.2 Objetivos particulares .............................................................................. 2 
2. Generalidades .................................................................................................. 4 
2.1 Polímeros* ......................................................................................................4 
2.2 Clasificación de polímeros ............................................................................. 6 
2.2.1 Homopolímero ....................................................................................... 10 
2.2.2 Copolímero ............................................................................................ 10 
2.2.2.1 Copolímeros alternantes ..................................................................... 10 
2.2.2.2 Copolímeros al azar ............................................................................ 11 
2.2.2.3 Copolímeros en bloque ....................................................................... 11 
2.2.2.4 Copolímeros de injerto ........................................................................ 11 
2.2.3 Hidrogeles .............................................................................................. 12 
2.2.3.1 Hinchamiento límite ............................................................................ 13 
2.2.4 Red interpenetrada ................................................................................ 13 
2.2.5 Red semi interpenetrada ........................................................................ 14 
2.3 Polímeros “inteligentes” o sensibles a estimulos......................................... 15 
2.3.1 Polímeros sensibles al pH ..................................................................... 15 
2.4 Quitosano (CS) ............................................................................................ 16 
2.5 N,N´-Dimetilacrilamida (DMAAm) ................................................................. 18 
2.6 Radiación ionizante ...................................................................................... 19 
2.6.1 Radiactividad ......................................................................................... 19 
2.6.1.1 Partículas α ......................................................................................... 22 
2.6.1.2 Partículas β ......................................................................................... 22 
2.6.1.3 Neutrones ........................................................................................... 22 
2.6.1.4 Rayos ɣ ............................................................................................... 23 
2.6.2 Cobalto-60 (60Co) ................................................................................... 23 
2.6.3 Interacción de la radiación con la materia .............................................. 23 
2.6.3.1 Efecto fotoeléctrico ............................................................................. 24 
2.6.3.2 Efecto Compton .................................................................................. 25 
2.6.3.3 Formación de pares ............................................................................ 26 
2.7 Radiación en polímeros ............................................................................... 27 
2.8 Caracterización ............................................................................................ 27 
2.8.1 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) .............................................. 27 
2.8.2 Análisis termogravimétrico (TGA) .......................................................... 30 
2.8.3 Espectroscopia infrarroja (FTIR) ........................................................... 32 
2.9 Metales pesados .......................................................................................... 34 
2.9.1 Cr(IV) ..................................................................................................... 35 
2.10 Inmovilización de metales .......................................................................... 35 
2.10.1 Hidrogeles sensibles al pH aplicados a la inmovilización de iones 
metálicos ......................................................................................................... 37 
2.10.2 Determinación de la concentración de iones metálicos de una 
disolución ........................................................................................................ 38 
3. Desarrollo experimental .................................................................................. 40 
3.1 Metodología ................................................................................................. 40 
3.2 Irradiación de muestras (GAMMABEAM 651-PT) ....................................... 40 
3.3 Destilación de DMAAm ................................................................................ 42 
3.4 Reticulación de DMAAm (net-DMAAm) ....................................................... 42 
3.4.1 Reticulación de DMAAm a diferentes dosis de irradiación ..................... 43 
3.4.2 Reticulación de DMAAm a diferentes concentraciones ......................... 44 
3.5 Redes semi interpenetradas de DMAAm y CS ((net-DMAAm)-inter-CS) ..... 45 
3.5.1 Redes semi interpenetradas de DMAAm y CS, a diferentes dosis de 
irradiación ....................................................................................................... 45 
3.5.2 Redes semi interpenetradas de CS y DMAAm a diferentes 
concentraciones de DMAAm .......................................................................... 46 
3.6 Redes interpenetradas de DMAAm y CS ((net-DMAAm)-inter-(net-CS)) ..... 47 
3.6.1 Redes interpenetradas de DMAAm y CS a diferentes dosis de 
irradiación ....................................................................................................... 47 
3.6.2 Redes interpenetradas de DMAAm y CS a diferentes concentraciones de 
DMAAm .......................................................................................................... 48 
3.7 Hidrogel de Quitosano (net-CS) ................................................................... 48 
3.7.1 Elaboración de gel de Quitosano (net-CS) ............................................ 48 
3.8 Caracterización ............................................................................................ 49 
3.8.1 Hinchamiento límite ............................................................................... 49 
3.8.2 pH crítico ................................................................................................ 50 
3.8.3 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) .............................................. 51 
3.8.4 Análisis termogravimétrico (TGA) .......................................................... 51 
3.8.5 Espectrometría infrarroja (FTIR) ............................................................ 51 
3.8.6 Retención de cromatos .......................................................................... 52 
4. Resultados ...................................................................................................... 53 
4.1 Reticulación e hinchamiento del hidrogel de DMAAm (net-DMAAm) ........... 53 
4.1.1 Reticulación e hinchamiento del gel de DMAAm a diferentes dosis de 
irradiación ....................................................................................................... 53 
4.1.2 Reticulación e hinchamiento del gel de DMAAm a diferentes 
concentraciones. ............................................................................................. 54 
4.2 Reticulación e hinchamiento de la red semi interpenetrada 
(net-DMAAm)-inter-CS ....................................................................................... 55 
4.2.1 Reticulación e hinchamiento de la red semi interpenetrada a diferentes 
dosis de irradiación. ........................................................................................ 55 
4.2.2 Reticulación e hinchamiento de la red semi interpenetrada a diferentes 
concentraciones .............................................................................................. 56 
4.3 Interpenetración e hinchamiento de la red interpenetrada 
(net-DMAAm)-inter-(net-CS) ..............................................................................57 
4.3.1 Interpenetración de net-CS en la red interpenetrada a diferentes dosis de 
irradiación ....................................................................................................... 57 
4.3.2 Interpenetración de net-CS en la IPN a diferentes concentraciones 
iniciales de DMAAm. ....................................................................................... 58 
4.4 Caracterización ............................................................................................ 59 
4.4.1 Hinchamiento límite ............................................................................... 59 
4.4.2 pH crítico ................................................................................................ 62 
4.4.3 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) .............................................. 63 
4.4.4 Analisis termogravimétrico (TGA) .......................................................... 64 
4.4.5 Espectrometría infrarroja (FTIR) ............................................................ 67 
4.4.6 Retención de Cromatos ......................................................................... 69 
5. Conclusiones .................................................................................................. 72 
6. Bibliografía ...................................................................................................... 73 
 
1 
1. Introducción 
 
Dentro de la naturaleza del hombre, se encuentra el interés por tratar de 
comprender el universo que lo rodea. De esta manera el hombre empezó a 
comprender algunas cosas como la agricultura, lo que le ayudó a dar un cambio 
de ser nómada a sedentario. 
De la misma forma el hombre comprendió la importancia de los materiales cuando 
comenzó a utilizar herramientas de piedra. Posteriormente creó sus propias 
herramientas utilizando materiales como los metales, madera, etc. Hoy en día el 
hombre crea materiales de muy diversos tipos. Entre estos nuevos materiales 
encontramos a los llamados “plásticos”, los cuales pertenecen a una familia de 
materiales conocida como polímeros. 
En el desarrollo de estos materiales y de toda la tecnología que es utilizada hoy en 
día, se han producido deshechos que contienen diversos contaminantes, lo que ha 
llevado a tener serios problemas de contaminación en suelos, aire y agua. 
El presente trabajo busca tratar de remediar el problema de contaminación en 
aguas contaminadas con iones pesados como los cromatos, utilizando hidrogeles 
que sean capaces de retener estos iones y de esta forma descontaminar el agua 
que los contenga. 
Los hidrogeles son materiales de base polimérica que tienen la característica de 
absorber agua y no disolverse en la misma. Estos hidrogeles se obtienen 
mediante polimerización y entrecruzamiento simultáneo de uno o varios 
monómeros mono o multifuncionales (Escobar et al, 2002). Los hidrogeles que se 
plantean para este proyecto están basados en quitosano (CS) y dimetilacrilamida 
(DMAAm). 
El quitosano es el polímero más abundante en la tierra (superando a la celulosa), 
ya que se obtiene de la deacetilación de quitina, la cual es extraída de los 
exoesqueletos de insectos, conchas y caparazones de crustáceos. Además de ser 
capaz de retener iones gracias a los grupos amina que presenta en su estructura 
(Chmielewski A.G., 2010). 
 
2 
La dimetilacrilamida es un polímero sintético que no se ha estudiado de una 
manera muy profunda. También es capaz de retener iones en su estructura, 
además de que posee propiedades mecánicas que lo hacen resistente. 
 
1.1 Hipótesis 
 
Se sintetizarán dos arquitecturas de “polímeros inteligentes”, basados en 
hidrogeles de un polímero y un monómero, el quitosano y la dimetilacrilamida 
respectivamente. Estos sistemas serán una red interpenetrada ((net-DMAAm)-
inter-(net-CS)) y una red semi interpenetrada ((net-DMAAm)-inter-CS), 
sintetizadas mediante radiación gamma. Los cuales presentaran una respuesta a 
los cambios de pH y podrán ser utilizados en retención de iones cromato. 
1.2 Objetivos 
 
1.2.1 Objetivos generales 
 
 Sintetizar hidrogeles basados en quitosano (CS) y dimetilacrilamida 
(DMAAm) como sistemas de redes semi interpenetradas y redes 
interpenetradas, para su utilización en la retención de iones pesados en 
aguas residuales. 
 
1.2.2 Objetivos particulares 
 
 Sintetizar el hidrogel de DMAAm (net-DMAAm) y determinar si existe una 
dependencia del porcentaje de reticulación con la dosis de irradiación. 
 
 Sintetizar el hidrogel (net-DMAAm)-inter-CS y determinar las condiciones 
óptimas de síntesis de dicho sistema. 
 
3 
 
 
 Sintetizar el hidrogel (net-DMAAm)-inter-(net-CS) y determinar las 
condiciones óptimas de síntesis de dicho sistema. 
 
 Caracterización de los sistemas anteriores mediante pruebas de 
hinchamiento limite, pH crítico, TGA, DSC, FTIR. 
 
 Estudiar la retención de cromatos en los diferentes sistemas elaborados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
2. Generalidades 
 
2.1 Polímeros*1 
Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más 
pequeñas denominadas monómeros, la reacción por la cual se obtiene un 
polímero se llama polimerización. Esos términos provienen del griego poly 
(muchos), mono (uno) y mers (partes), (Odian, 2004). 
Este tipo de materiales fueron utilizados desde hace mucho tiempo. El asfalto por 
los pueblos bíblicos, el ámbar por los griegos; los romanos llegaron a conocer la 
goma de mascar. En México el algodón era conocido y utilizado por los pueblos 
precolombinos, en las civilizaciones mesoamericanas utilizaban el látex que se 
obtenía de perforar la corteza de ciertos árboles, los Mayas coagulaban el látex 
para fabricar una pelota de caucho, que utilizaban en su famoso juego de pelota. 
En 1731 el gobierno francés envió a Charles Marie de La Comandie a Perú para 
determinar si la Tierra está aplanada por los polos o por el ecuador. Durante esta 
expedición entró en contacto con el caucho y debido a sus peculiares propiedades 
decidió, en 1735, enviar a Francia varios rollos de caucho crudo. 
Aproximadamente en 1770, Joseph Priestley encontró que el caucho podía borrar 
lo escrito con un lápiz, por lo que se le denominó “goma de la India”, debido a que 
procedía de las Indias. 
En 1839 el norteamericano Charles Goodyear y su hermano Robert encontraron 
por accidente que al verter una mezcla de caucho y azufre sobre una plancha 
caliente, no se volvía pegajosa, sino que era suave y elástica. Este proceso se 
conoce actualmente como “vulcanización”, el cual proviene de Vulcano, el dios 
romano el fuego. 
En 1879 el francés Gustave Bouchardat, al calentar caucho (hule) al vacío obtuvo 
un líquido, que resultó ser isopreno. Se obtuvo un resultado muy parecido al 
 
*
 Sección tomada de Katime I., Katime O., Katime D. “Introducción a la Ciencia de los Materiales Polímeros: 
Síntesis y Caracterización”. Universidad del País Vasco. España, 2010. 
 
5 
calentar otro tipo de latex, la gutapercha. Este fue el primer indicio de la existencia 
de la isomería en el campo de la química macromolecular. 
En 1860 apareció el polietilenglicol, en 1879 el isopreno, la primera publicación de 
la síntesis de un éster poliacrílico se dio en 1877, publicada por Fitting y Paul. En 
1901 la multinacional alemana Röhm and Haas reconoció el potencial industrial de 
los polímeros acrílicos, quienes posteriormente en 1934 produjeron por primera 
vez el Plexiglass. Inmediatamente Imperial Chemical Industries y Du Pont 
comercializaron la familia de los polímeros acrílicos. En 1907 Leo H Baekeland 
sinterizó un material termoestable, al hacer reaccionar fenol con formaldehido, a 
este producto le llamo baquelita. 
El gran éxito obtenido por Baekeland sirvió para que los químicos de aquella 
época se iniciaran en la búsqueda de otrospolímeros sintéticos, como lo fue la 
obtención de polietileno en los años treinta por parte de químicos británicos, al 
someter gas etileno a altas presiones y temperaturas. 
La aceptación de la hipótesis macromolecular se comenzó a tomar en cuenta e la 
década de los veinte, gracias en gran parte a Hermann Staudinger, quién fue el 
primero en reconocer la existencia de macromoléculas, así como estudiar su 
estructura, propiedades y los mecanismos de síntesis. El descubrimiento del 
monómero de estireno se le atribuye a Newman y la primera reacción de 
polimerización a Simon. 
Las investigaciones de Paul John Flory sobre el mecanismo y cinética de 
polimerización, consolidaron la idea de la cadena en las macromoléculas. A Flory 
se le concedió el premio Nobel de Química en 1974, por sus contribuciones en 
este campo. 
En 1963 se les concedió el premio Nobel de Química a Karl Ziegler y Giulio Natta, 
Ziegler sintetizó un catalizador organometálico para sintetizar estireno a presiones 
y temperaturas normales, mientras que Natta de igual forma con un catalizador 
organometálico polimerizó propileno con una conformación diferente a la conocida 
hasta entonces. 
 
6 
En 1930 vio la luz la primera fibra completamente sintética gracias a Wallae Hume 
Carothers, quien trabajana en la Du Pont. La fibra obtenida a partir del ácido 
adípico y la hexametilendiamina formaba un filamento brillante similar al de la seda 
natural, esta fibra se denominó Nylon, Du Pont comenzó a comercializarlo en 1939 
(Katime, 2010). 
2.2 Clasificación de polímeros 
No existe una clasificación única para los polímeros, ya que dependiendo del autor 
o aplicación, estos se pueden clasificar por su composición química, origen, tipo 
de polimerización, por sus aplicaciones o su comportamiento ante la temperatura. 
Por su origen: 
 Polímeros naturales: Este tipo de polímeros provienen directamente de 
plantas o animales. Este tipo de biomoléculas las sintetizan los seres vivos. 
Algunos ejemplos son: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos 
nucleicos, seda, algodón. 
 
 Polímeros semisintéticos: Son aquellos que se obtienen por la 
transformación de los polímeros naturales, como por ejemplo: la 
nitrocelulosa o caucho vulcanizado. 
 
 Polímeros sintéticos: Son los polímeros que se obtienen industrialmente, es 
decir, se obtienen por procesos de polimerización controlados por el ser 
humano. Actualmente existen numerosos polímeros sintéticos y continúa su 
crecimiento. Por lo mismo se ha llegado a pensar que se debe nombrar a 
esta era del ser humano como la era del plástico, algunos ejemplos 
comunes son: nylon, poliestireno, PVC, polietileno. 
 
 
 
 
7 
Por su composición química: 
 Polímeros orgánicos vinílicos: En este tipo de polímeros la cadena principal 
de moléculas se forma por átomos de carbono. Dentro de este grupo se 
presentan los siguientes subgrupos: 
 
 Poliolefinas: Se forman por la polimerización de olefinas (alquenos), 
por ejemplo el polietileno y el polipropileno. 
 
 Polímeros estirénicos: Son los polímeros que incluyen al estireno 
dentro de su unidad monomérica. Por ejemplo el poliestireno y hule, 
estireno-butadieno. 
 
 Polímeros vinílicos halogenados: en su composición monomérica 
contienen algún halógeno. Entre este tipo de polímeros se 
encuentran el PVC y PTFE. 
 
 Polímeros acrílicos: Son aquellos en los cuales se presenta en su 
esqueleto la estructura del ácido acrílico. Por ejemplo PMMA. 
 
 Poliésteres, poliamidas y poliuretanos. 
 
 Polímeros inorgánicos: Son aquellos que no cuentan con carbono en su 
esqueleto principal. Existen los basados en azufre (polisulfuros) o los 
basados en silicio (siliconas), entre otros. 
 
 
8 
Por sus aplicaciones: 
 Elastómeros: Son polímeros con un bajo módulo de elasticidad y alta 
extensibilidad, por lo cual se pueden deformar cuando se les aplica algún 
esfuerzo, pero éstos recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En 
cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, a 
lo cual se le denomina resiliencia. 
 
 Plásticos: A este tipo de polímeros se le suele confundir ya que se suele 
utilizar el término plástico para referirse a todos los tipos de polímeros. Pero 
realmente se refiere a los polímeros que al aplicarse un esfuerzo 
suficientemente grande no pueden regresar a su forma original, por lo cual 
su deformación es un proceso irreversible. 
 
 Fibras: Este tipo de polímeros presentan un alto módulo de elasticidad y 
baja extensibilidad. Por sus características son muy estables, por lo cual 
son utilizados en la confección de distintos tejidos. 
 
 Recubrimientos: Son materiales normalmente líquidos, los cuales le otorgan 
propiedades a algún otro material cuando se adhieren a su superficie. 
 
 Adhesivos: Son materiales que tienen una alta adhesión y una alta 
cohesión, lo que les permite unir por adhesión dos o más cuerpos por 
contacto superficial. 
 
Por su comportamiento ante la temperatura: 
 Termoplásticos: Son polímeros que requieren calor para ser conformados, 
ya que se transforman al estado líquido al calentarlos y regresan al estado 
 
9 
sólido al disminuir la temperatura. Algunos ejemplos son: polietileno, 
polipropileno o poli(cloruro de vinilo). 
 
 Termoestables: Al calentarse reaccionan formando redes (etrecruzamiento), 
por lo cual son polímeros que no fluyen y al calentarlos se descomponen. 
 
Por su mecanismo de polimerización: 
 Polimerización por condensación:Este tipo de polimerización se caracteriza 
porque una parte de la molécula del monómero se pierde cuando se forma 
el polímero, por lo tanto este tipo de polimerización genera subproductos. 
 
 Polimerización por adición: Si la molécula entera de monómero pasa a 
formar parte del polímero, este tipo de polimerización no genera 
subproductos, ya que esta polimerización se da cuando un “iniciador” inicia 
la reacción 
 
 Polimerización en cadena: Este tipo de polimerización se da cuando las 
moléculas de un monómero insaturado se adicionan al sitio activo de una 
cadena polimérica creciente. La adición de cada unidad de monómero 
regenera el sitio activo, por lo cual se lleva a cabo a una gran velocidad, sin 
embargo queda inactiva rápidamente. 
 
 Polimerización por etapas: Este tipo de polimerización se caracteriza 
porque se produce a pasos independientes, ya que la cadena de polímero 
va creciendo gradualmente mientras se tengan monómeros disponibles, los 
cuales se añaden a un polímero a la vez, por lo cual el peso molecular 
aumenta muy lentamente. 
 
10 
2.2.1 Homopolímero 
Los polímeros pueden estar formados por uno o más monómeros como ya se 
mencionó. Cuando el polímero en su totalidad está formado por un sólo monómero 
se le llama homopolimero. 
2.2.2 Copolímero 
Cuando la formación de macromóleculas es a partir de dos o más monómeros, se 
obtiene un material denominado copolímero. La copolimerización permite 
modificar la estructura y las propiedades de las macromoléculas. Estas 
propiedades dependen de los tipos de monómeros, la distribución de los mismos y 
la relación de los compuestos, con lo que se pueden obtener diversos materiales 
para distintos tipos de aplicaciones. 
Se pueden tener diferentes tipos de copolímeros, lo cual depende de la estructura 
con la que están formados, teniendo así: 
 Copolímeros alternantes 
 Copolímeros al azar 
 Copolímeros en bloque 
 Copolímeros de injerto 
2.2.2.1 Copolímeros alternantes 
Cuando los polímeros A y B se disponen de modo alternado a lo largo de la 
estructura del copolímero, se forma un copolímero alternante. Se designan 
mediante la nomenclatura: poli(A-alt-B) (Katime, 2010). 
 
Figura 1. Copolímeros alternantes 
 
11 
2.2.2.2 Copolímeros al azar 
En este tipo de copolímeros los monómeros A y B se disponen al azar unas 
respecto a otras. Estos copolímeros se suelen designarmediante la nomenclatura: 
poli (A-co-B) (Katime, 2010). 
 
Figura 2. Copolímeros al azar 
2.2.2.3 Copolímeros en bloque 
Cuando un bloque de polímero A se va alternando con un bloque de polímero B, 
se llama copolímero en bloque (Pérez, 2015). 
 
 
Figura 3. Copolímeros en bloque 
2.2.2.4 Copolímeros de injerto 
Estos polímeros están formados por una cadena principal lineal de polímero A, a 
la cual se le unen ramas de polímero B y se lesdenomina copolímeros ramificados 
o copolímeros de injerto. En ellos las ramificaciones pueden estar distribuidas 
estadísticamente o de manera regular a lo largo de la cadena principal. Se 
designan mediante la nomenclatura poli(A-g-B) (Katime, 2010). 
Cabe mencionar que cuando la cadena principal y las ramificaciones son del 
mismo monómero, se denomina simplemente polímero ramificado. 
 
Figura 4. Copolímero de injerto. 
 
12 
2.2.3 Hidrogeles 
Los hidrogeles pertenecen a la familia de los geles los cuales son materiales 
formados por un sistema coloidal donde la fase continua es sólida y la fase 
dispersa es líquida. Los geles presentan densidad similar a los líquidos, sin 
embargo su estructura se asemeja más a la de un sólido. Los geles se clasifican 
por el tipo de enlace que los conforma, teniéndose así geles físicos y geles 
químicos. 
Los geles físicos son geles que presentan una red tridimensional formada por 
uniones que no son completamente estables, sino que están formadas por 
uniones del tipo de Van der Wals, las cuales son mucho más débiles que las 
uniones del tipo covalente (DeGennes, 1979) 
Los geles químicos son aquellos en los que la red está formada por enlaces 
covalentes. Este tipo de enlaces es muy fuerte y su ruptura llevaría a la 
degradación del gel. Es por ésto que se dice que los geles químicos no son 
reversibles con la temperatura, ya que una vez rotos los enlaces no se pueden 
volver a formar (Sáez et al, 2003). 
Los hidrogeles pertenecen al grupo de geles químicos. Son un tipo de material 
base polimérica que se caracteriza por su extraordinaria capacidad para absorber 
diferentes fluidos pero principalmente agua. Provienen de monómeros solubles en 
agua que al entrecruzarse química o físicamente forman redes tridimensionales. Al 
formar estas redes tridimensionales pierden su capacidad de solubilizarse, en su 
lugar se transforman en sistemas capaces de retener una gran cantidad de agua 
en su estructura, convirtiéndose además en materiales blandos y flexibles. 
La hidrofilicidad de los hidrogeles se debe a que estos materiales cuentan en su 
estructura con grupos como los alcoholes, ácidos carboxílicos y amida. Estos 
materiales son de gran interés ya que entre los espacios formados por sus redes, 
se pueden albergar fármacos, células o moléculas. 
La reticulación es un arreglo intramolecular que presenta enlaces químicos 
permantentes entre moléculas que originalmente estaban separadas. 
 
13 
 
Figura 5.Entrecruzamiento de las cadenas de un polímero, formando las redes de 
un hidrogel. 
2.2.3.1 Hinchamiento límite 
Como ya se mencionó, los polímeros pueden disolverse en algún tipo de solvente 
mientras que los geles químicos pierden la capacidad de disolverse debido a la 
estructura de red que se obtiene en el punto de gelación, puede existir polímero 
entrecruzado que es soluble, correspondiente a la parte sol del sistema sol-gel. 
Sin embargo dependiendo de los grupos funcionales que conformen las cadenas 
del gel, este podrá absorber una cierta cantidad de disolvente dentro de sus redes. 
Debido a esta absorción el material tiende a incrementar su volumen. Cuando la 
absorción llega a un límite máximo se alcanza lo que se conoce como 
hinchamiento límite. 
El hinchamiento límite en un hidrogel dependerá del tipo de polímero que lo 
conforma (grupos funcionales), temperatura, disolvente, tamaño de poro, etc. 
(Saez et al, 2003). 
2.2.4 Red interpenetrada 
Las redes interpenetradas (IPNs) son una combinación de dos o más polímeros en 
forma de red que son sintetizadas en yuxtaposición y forman parte de una amplia 
gama de mezclas de polímeros. Se pueden definir como una combinación de dos 
o más polímeros reticulados sin que una cantidad importante de las cadenas 
poliméricas se encuentran unidas entre si, por entrecruzamiento, injerto o 
copolimerizacón (Ortega, 2007). 
Existen dos tipos de redes interpenetradas: las IPNs y las semi IPNs (SIPNs), una 
IPN está formada por dos o más polímeros con estructura de red. 
 
14 
 
Figura 6. Redes entrecruzadas de dos polímeros diferentes formando una IPN. 
2.2.5 Red semi interpenetrada 
Las redes semi interpenetradas (SIPNs) también llamadas pseudo-IPN, como ya 
se dijo forman parte de las redes interpenetradas, estas redes están formadas por 
un polímero con estructura de red y un polímero lineal o ramificado. 
 
Figura 7. SIPN formada por una red de polímero entrecruzado y un polímero lineal. 
Hasta el año de 1979, había alrededor de 125 artículos y 75 patentes relacionadas 
con las redes interpenetradas poliméricas. Al mismo tiempo había ya algunas 
aplicaciones aprobadas. En la actualidad, se generan aproximadamente ese 
número de artículos y patentes cada año. Una aplicación de este tipo de 
materiales es el Silon®, manufacturado por BioMed Sciences, el cual está 
compuesto por politetrafluoroetileno (PTFE) y elastómeros de sílice. Este material 
se usa como una película para contener sustancias médicas. Otro ejemplo es el 
Trubyte y el Bioform, producidos por Dentsply International, los cuales se usan 
para dientes postizos y están basados en IPNs de polimetracrilato (PMMA-
PMMA), (Ortega, 2007). 
 
15 
2.3 Polímeros “inteligentes” o sensibles a estimulos 
Los polímeros inteligentes o sensibles a estimulos, son aquellos que muestran un 
cambio conformacional en respuesta a estímulos ambientales como pueden ser 
cambios en la temperatura, en pH, campo eléctrico, fuerza iónica, cambio en el 
disolvente, etc. 
La respuesta a estos estímulos se da en condiciones de equilibrio. Esta respuesta 
es atribuida a las interacciones o conformaciones presentes en las cadenas del 
polímero. En el caso de los hidrogeles pude afectar el hinchamiento, elasticidad 
etc. 
Este tipo de materiales es de gran interés debido a la extensa gama de 
aplicaciones en áreas como ingeniería, biotecnología y biomedicina. Entre las 
aplicaciones que se encuentran están la bioseparación, administración de 
fármacos, catalizadores enzimáticos reutilizables, interruptores moleculares, 
biosensores, retención-liberación de metales pesados, entre otras. 
2.3.1 Polímeros sensibles al pH 
Este tipo de polímeros inteligentes, tienen la característica de responder a un 
estímulo en el pH ya que contienen grupos ionizables dentro de su estructura, 
como lo son los grupos carboxilo y amino. El cambio rápido en la carga neta de los 
grupos causa una alteración en el volumen hidrodinámico de las cadenas 
poliméricas, lo cual se debe a que su capacidad de absorción de agua se 
incrementa o disminuye. Esta transición del estado colapsado al estado expandido 
se puede explicar por la presión osmótica ejercida por los contraiones móviles 
que neutralizan las cargas de la red. 
La ionización de los grupos funcionales depende del pKa del polímero. Se tienen 
dos tipos de polímeros que presentan respuesta a pH, los que tienen grupos 
catiónicos y los que están conformados por grupos aniónicos. 
Los polímeros que contienen grupos aniónicos se ionizan a valores altos de pH. 
Un ejemplo de este tipo de polímeros es el poli(ácido acrílico). Los polímeros que 
contienen grupos catiónicos aceptan protones a valores bajos de pH y a valores 
más altos donan protones, un ejemplo de este tipo de polímeros es el quitosano 
(Pérez, 2015). 
 
16 
 
 
Figura 8. Comportamiento de hidrogeles pH sensibles a) hidrogeles aniónicos y b) 
hidrogeles catiónicos (Carreira, 2010). 
2.4 Quitosano (CS)Como ya se mencionó, existen diversas clasificaciones de polímeros, entre las que 
se encuentran los polímeros sintéticos y los naturales. Dentro de los polímeros 
naturales encontramos a la quitina, la cual es obtenida a partir de exoesqueletos 
de diversos crustáceos e insectos. El polímero más abundante en la tierra es la 
celulosa, seguido por la quitina. La celulosa es producida por plantas, mientras 
que como ya se dijo la quitina es producida por animales. Se estima que 10 
billones de toneladas de quitina son biosintetizadas cada año (Parada et al, 2004; 
Onsoyen et al, 1990). 
El quitosano (CS) es obtenido a partir de la deacetilación de la quitina, cuando 
algunos de los grupos acetilo son removidos de la quitina, lo que implica que el 
grupo amida de la quitina es convertido en amina. Generalmente los productos de 
arriba del 60% del grado de deacetilación (DD), que pueden ser disueltos con 
ácidos son llamados quitosanos (Pérez, 2015). En la figura 9 se muestra la 
estructura del quitosano. 
El proceso de obtención del CS involucra el tratamiento de los exoesqueletos para 
su desmineralización por medio de un tratamiento ácido y la eliminación de las 
 
17 
proteínas presentes a través de un tratamiento básico. Posteriormente se realizan 
lavados para su decoloración. Finalmente se realiza la deacetilación, la cual se 
lleva a cabo con hidróxido de sodio (Parada et al, 2004). 
Debido que en su estructura cuenta con grupos amino. El quitosano tiene una 
naturaleza catiónica. Es insolubre en agua y disolventes orgánicos pero se 
solubiliza en ácidos como el ácido acético, ácido clorhídrico, etc. Además, 
presenta actividad antimicrobiana, biocompatibilidad y no es tóxico, lo que hace 
que sea ideal para la industria farmacéutica, alimenticia, biomédica y cosmética. 
 
Figura 9. Estructura del quitosano (CS). 
El CS puede ser entrecruzado por aldehídos con dos grupos funcionales. Entre 
éstos están el glutaraldehído, glioxal o el formaldehído. La reacción de 
entrecruzamiento ocurre a temperatura ambiente entre el grupo amino del CS y el 
carbonilo del formaldehído, formando un grupo imina (base de Shiff). Esta 
reacción ocurre de manera muy rápida y puede mejorar las propiedades 
mecánicas y estabilización del hidrogel (Yao et al, 2012). En la figura 10 se 
muestra el mecanismo de la reacción de reticulación de CS con formaldehído. 
 
 
18 
 
Figura 10. Mecanismo de reacción de formación de net-CS con iniciador 
formaldehído (adaptado de Singh et al, 2005). 
2.5 N,N´-Dimetilacrilamida (DMAAm) 
La N,N´-Dimetilacrilamida (DMAAm) es un monómero que por los grupos 
funcionales que lo conforman es altamente hidrofílico. En los últimos años se ha 
 
19 
mostrado un gran interés por este polímero ya que es altamente soluble en agua y 
por su carácter hidrofílico puede modificar la LSCT y pH crítico de algunos 
homopolímeros (Bauri et al, 2013), a pesar de esto no se cuenta con mucha 
bibliografía sobre este monómero. 
 
Figura 11. Estructura de la DMAAm 
La estructura de la DMAAm se muestra en la figura. Este polímero puede ser 
injertado a polímeros, hidrogeles o interpentrado en hidrogeles, para mejorar sus 
propiedades hidrofílicas, ayudando a disminuir la velocidad de liberación de agua. 
La DMAAm ha sido utilizado para retener e inmovilizar metales pesados, debido a 
su capacidad de formar complejos con los iones metálicos. La combinación con 
otros polímeros, como el quitosano, puede aumentar la capacidad de adsorción de 
metales debido a la existencia de grupos –NH2 en su estructura. 
2.6 Radiación ionizante 
 
2.6.1 Radiactividad 
En la última década del siglo XIX el alemán Roentgen descubrió los rayos X, al 
pasar su mano entre un una placa de metal y un tubo que producía luz 
fluorescente. Lo que observó fue el esqueleto de su mano en la pantalla de metal, 
fue tal su impacto que llamo a estos rayos X por desconocer su origen. 
En 1789 el alemán Klaproth separó del mineral pechblenda el uranio, el cual 
nombró en honor al recién descubierto planeta Urano. Tiempo después, en 1818, 
el sueco Jakob Berzelius descubrió el torio al separarlo de un mineral conocido 
actualmente como torita. Ni Klaproth ni Berzelius sospecharon que los elementos 
 
20 
que descubrieron llegarían a ser tan importantes y mucho menos que emanaran 
radiaciones de ellos. 
En 1896 Antoine Henri Becquerel en París, descubrió por accidente la existencia 
de unos rayos desconocidos que provenían de una sal de uranio. Se dio cuenta 
que al poner en contacto un compuesto de uranio con una placa fotográfica 
envuelta en papel negro, se producía el mismo efecto que si la placa se colocara 
en presencia de rayos X. Le sorprendió que las sales de uranio emanaran 
radiaciones que afectaban las placas fotográficas cuando éstas se encontraban 
protegidas de la luz. 
Becquerel pronto se dio cuenta que las radiaciones provenientes de la sal de 
uranio no eran originadas por una reacción química y que al aumentar la 
concentración de uranio en la sal, se velaba más rápidamente la placa fotográfica. 
Además se dio cuenta que el efecto producido no dependía de los otros elementos 
presentes en dichas sales. Con todo esto concluyó que las “emanaciones 
uránicas”, como las llamó, eran independientes de la forma química en la que se 
encontrara el uranio. 
Los esposos Curie buscaron radiaciones en minerales de uranio. Se dieron cuenta 
que algunas muestras emitían radiaciones con una mayor intensidad que 
compuestos de uranios puros. Sabían que el uranio era sólo parte del mineral que 
estudiaban y que este estaba formado también por otros elementos; por lo tanto 
existía sólo una posibilidad: entre los materiales del mineral existía una sustancia 
que emitía radiaciones con una intensidad mayor que el uranio. 
De esta forma comenzaron a estudiar el mineral llamado pechblenda. Después de 
separar por procesos químicos todos los elementos, les quedo un producto cuyas 
radiaciones eran cientos de veces más intensas que las que emitía el uranio. Este 
producto contenía un elemento químico desconocido hasta entonces, que los 
esposos Curie identificaron a mediados de 1889 y llamaron polonio, en honor a la 
patria de Marie Curie.De la misma forma lograron encontrar en el mismo año un 
elemento que era fuente de radiaciones del mismo tipo, al cual llamaron radio. 
 
21 
A la propiedad que poseen el radio y otros elementos inestables de emitir 
radiaciones espontáneamente al desintegrarse, Marie Curie le dio el nombre de 
radiactividad. 
En 1903 los esposos Curie compartieron el premio Nobel de Física con su amigo 
Henri Becquerel. En 1906 murió Pierre Curie en un accidente, sin embargo 
Madame Curie continuo con su trabajo y en 1910 publicó su obra “Tratado de la 
radiactividad”. Además logró aislar el radio en su estado más puro, en virtud de las 
dificultades en el proceso de este trabajo, Marie Curie recibió su segundo premio 
Nobel, pero en esta ocasión el de Química (Bulbulian S., 2000). 
Se dice que un elemento es radiactivo cuando los núcleos atómicos emiten 
partículas subnucleares, o radiación electromagnética, sin masa ni carga, teniendo 
un intercambio de energía al mismo tiempo. 
Se conoce como decaimiento radiactivo al proceso de degradación por el cual los 
núcleos emiten partículas o rayos. Cuando un núcleo emite partículas pierde masa 
y se convierte en un elemento diferente, mientras que cuando el núcleo emite 
rayos pierde energía y se convierte en el mismo elemento en otro estado de 
energía. El proceso de decaimiento radiactivo es espontáneo y al azar, 
independiente de factores externos. De esta forma la probabilidad de que un 
núcleo radiactivo emita partículas o rayos, es independiente del estado químico de 
los átomos, de sus condiciones físicas y de núcleos vecinos (Navarrete, 1993). 
Las radiaciones emitidas por un núcleo atómico son de 4 especies principales: 
 Partículas α 
 Partículasβ 
 Neutrones 
 Rayos ɣ 
 
22 
2.6.1.1 Partículas α 
Las partículas α consisten en 2 neutrones asociados con 2 protones. Pueden ser 
consideradas como núcleos de átomos de helio, tienen una masa de 4 u.m.a. y 2 
cargas positivas. 
Si un núcleo emite una partícula α, pierde 2 unidades en carga y 4 unidades en 
masa. Este átomo se convierte en otro elemento, con número atómico menor y 
número de masa menor. Esto significa que los elementos radiactivos que decaen 
por la emisión de partículas α pasan a ocupar un sitio 2 lugares a la izquierda de 
su lugar original en la tablaperiódica de los elementos químicos (Navarrete, 1993). 
2.6.1.2 Partículas β 
Las partículas β son partículas que tienen una masa despreciable y pueden 
presentar una carga negativa o positiva. 
La partícula β- o también conocida como negatrón, es un electrón emitido por el 
núcleo, este núcleo aumenta una unidad su carga positiva al transformar un 
neutrón en protón. Por lo tanto el número atómico de este átomo aumenta en una 
unidad, convirtiéndose en el elemento situado un lugar a la derecha en la tabla 
periódica de los elementos químicos. Además su número de masa permanece 
igual ya que las partículas β tienen masa despreciable. 
La partícula β+ o también conocida como positrón, es emitida cuando un protón se 
transforma en neutrón y una partícula con la misma masa que el electrón pero con 
carga positiva es emitida por el núcleo. Al transformar el protón en neutrón el 
número atómico decrece una unidad y el átomo se transforma en el elemento 
ubicado a la izquierda en la tabla periódica (Navarrete, 1993). 
2.6.1.3 Neutrones 
En los eventos de fisión nuclear de metales pesados o en las reacciones 
nucleares características se da la emisión de neutrones. 
Los neutrones son partículas sin carga teniendo una masa de aproximadamente 1 
u.m.a. Por lo tanto cuando los núcleos pierden neutrones no cambian su número 
atómico pero su número de masa disminuye una unidad por cada neutrón emitido 
(Navarrete, 1993). 
 
23 
2.6.1.4 Rayos ɣ 
Los rayos ɣ son radiaciones electromagnéticas, similares a los rayos X, la luz o las 
ondas de radio, pero con una longitud de onda mucho menor, en consecuencia 
tienemucha mayor energía. Los rayos gamma tienen energías definidas ya que 
son producidos por la transición entre niveles de energía del átomo, estos son 
emitidos por el núcleo, mientras que los rayos X resultan de las transiciones de 
energía de los electrones fuera del núcleo. Cuando los rayos gamma son 
absorbidos por la materia, su energía es transferida al absorbedor, teniendo lugar 
los efectos: Compton, fotoeléctrico y producción de pares. 
Los rayos gamma también son llamados fotones, cuando se consideran como 
paquetes de energía con valor constante emitidos por un núcleo radiactivo al 
decaer. 
Los rayos gamma actualmente se forman por la desintegración de átomos 
radiactivos como sucedeen las fuentes de Cobalto-60 (60Co) o Cesio-137 (137Cs) y 
algunas otras.Estas dos fuentes son las más adecuadas para el proceso de 
radiación, ya que algunos factores como la vida media del material, el costo y el 
nivel energético con que emiten los rayos gamma, los convierte en los más aptos 
(Navarrete, 1993). 
2.6.2 Cobalto-60 (60Co) 
El 60Co es un isótopo radiactivo del cobalto. Se obtiene al exponer 59Co ante un 
haz de neutrones de un reactor nuclear. El nuevo 60Co tiene una vida media de 
5.2714 años al decaer en 60Ni. 
El 60Co decae a níquel 60, esencialmente por negatrones de 0.314 MeV, emitidos 
aproximadamente por 99% de los átomos. El 0.01% emite negatrones de 1.488 
MeV. El níquel 60 excitado o metaestable alcanza su estado base por emisión de 
2 rayos gamma de 1.173 MeV y 1.332 MeV. 
2.6.3 Interacción de la radiación con la materia 
La interacción de los rayos X y los ɣ con la materia es el mismo en esencia, sólo 
difieren en la cantidad de energía que disipan en la materia al ser absorbidos. Esto 
es debido al origen del tipo de rayos, los rayos X tienen lugar cuando ocurre una 
 
24 
transición entre un estado de excitación del átomo a otro estado inferior de 
energía, debido al cambio de un electrón a una órbita interior, emitiendo rayos X 
en valores de 0 a 50 keV. Por otro lado los rayos ɣ son emitidos por el núcleo, 
cuando éste se encuentra en un estado de excitación y decae a un nivel inferior de 
energía, los valores comprendidos por la emisión de rayos ɣ abarcan un intervalo 
de keV a MeV. 
Los principales mecanismos de interacción de la radiación electromagnética con la 
materia son: 
 Efecto fotoeléctrico 
 Efecto Compton 
 Producción de pares 
2.6.3.1 Efecto fotoeléctrico 
Este efecto tiene lugar cuando se trata de radiaciones electromagnéticas de baja 
energía. Se presenta cuando un fotón interacciona con el absorbedor, en forma de 
un paquete de energía que es completamente absorbido. Este efecto tiene lugar 
cuando se trata de radiaciones electromagnéticas de baja energía. Como 
resultado de la energía absorbida, un electrón llamado fotoelectrón, es lanzado 
fuera del átomo desde una órbita exterior al núcleo con una energía cuyo valor 
está dado por la ecuación: 
 
donde: 
 = Energía del fotoelectrón 
 = Energía del rayo γ absorbido 
= Energía de amarre del electrón lanzado. 
El fotoelectrón, a su vez, pierde energía causando producción de pares iónicos. El 
lugar vacante en el orbital es ocupado por otro electrón proveniente de órbitas 
exteriores con superiores niveles de energía, emitiéndose un rayo X con una 
 
25 
energía específica, igual a la diferencia entre las energías de amarre de los 
electrones a ambos niveles. No obstante, en vez del rayo X, esta energía puede 
ser transferida a otro electrón en una órbita cercana al núcleo con un nivel bajo de 
energía, mismo que es lanzado del átomo y se conoce como electrón Auger. 
 
Figura 12. Efecto Fotoelectrico 
2.6.3.2 Efecto Compton 
Cuando un rayo γ tiene una mayor energía que en el caso del efecto fotoeléctrico, 
no es absorbido completamente en una colisión. Al causar el lanzamiento de un 
electrón, desvía su trayectoria para continuarla con menor energía, mayor longitud 
de onda y en consecuencia menor frecuencia, con mejor oportunidad de encontrar 
electrones en su camino a quienes transferirles su energía. La energía del rayo 
dispersado se obtiene por la relación: 
 
donde: 
= Energía del rayo dispersado 
 = Energía del rayo incidente 
 = Energía de amarre del electrón lanzado. 
El rayo dispersado puede sufrir varias colisiones, antes de ser absorbido por 
efecto fotoeléctrico. Si el electrón lanzado pertenece a una órbita cercana al 
núcleo de bajo nivel energético, tendrá lugar la emisión de rayos X o electrón 
Auger, igual que durante el efecto fotoeléctrico. 
 
26 
 
Figura 13. Efecto Compton 
2.6.3.3 Formación de pares 
Cuando la energía del rayo γ incidente es muy alta, al interaccionar con el campo 
magnético del núcleo se transforma en masa y produce 2 partículas β, una 
negativa y otra positiva. Como se producen 2 masas de electrón son producidas, 
es necesaria al menos una energía umbral equivalente a ellas (1.02 MeV). Si la 
energía del rayo γ inicial es mayor que este valor del umbral, el exceso aparecerá 
como energía cinética del par formado. El negatrón a su vez causa ionización y el 
positrón existe hasta que interacciona con otro electrón para aniquilar el par, 
produciéndose ahora dos rayos γ de 0.51 MeV cada uno, conocidos como 
radiación de aniquilación, por lo que el proceso de aniquilación puede ser 
considerado hasta cierto punto como el inverso de la producción de pares 
(Navarrete et al, 1993). 
 
Figura 14. Efecto de formación de pares 
 
27 
 
2.7 Radiación en polímeros 
La radiación ionizante en los polímeros conduce a la formación de intermediarios 
muy reactivos, ya sean radicales libres, iones o moléculas excitadas. Todos estos 
intermediarios dan como resultadocambios fundamentales en la estructura 
química y, como consecuencia, en las propiedades de los materiales obtenidos. 
La radiación ionizante es una herramienta muy útil para modificar materiales 
poliméricos, ya que pueden iniciar reacciones a cualquier temperatura y en 
cualquier estado. La ventaja más grande que presenta es que no es necesario el 
uso de iniciadores químicos, por lo que el producto final está libre de residuos del 
iniciador. 
La modificación de los polímeros depende de una serie de factores como son la 
dosis, el tipo de radiación, los aditivos, las condiciones de irradiación y la 
naturaleza del polímero con el cual se trabaja. Entre las propiedades que se ven 
modificadas se encuentran la cristalinidad, densidad, coeficiente de expansión 
térmica, módulo de elasticidad, y permeabilidad a los gases. La química de 
radiaciones de polímeros se enfoca al estudio de polimerizaciones por radiación, 
transformaciones químicas en sistemas poliméricos, copolimerizaciones de injerto, 
entrecruzamientos y degradación de sistemas poliméricos, entre otras. 
 
2.8 Caracterización 
 
2.8.1 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) 
Las técnicas termoanalíticas han sido y siguen siendo ampliamente utilizadas en la 
caracterización de materiales. Con el nombre de análisis térmico se agrupan los 
diferentes métodos que miden los cambios en las propiedades físicas y químicas 
que experimenta una sustancia en función de la temperatura o del tiempo (Katime, 
2007). 
 
28 
Las primeras investigaciones realizadas con el fin de estudiar el comportamiento 
de los materiales al ser sometidos a un calentamiento controlado fueron realizadas 
por mineralogistas y ceramistas. En el Siglo XIX, Henry Luis Le Châtelier (famoso 
por el principio de equilibrio en sistemas que lleva su nombre) al estudiar 
mineralogía de arcillas y pirometría, introdujo curvas de calentamiento dT/dt. En 
1889 Roberts-Austen ideo un método en el que la temperatura de la muestra era 
comparada con la temperatura de una sustancia inerte. 
La calorimetría diferencial de barrido (DSC, Diferential Scaning Calorimetry), 
permite el estudio de aquellos procesos exotérmicos o endotérmicos en los que se 
produce una variación en la entalpía del sistema (dH/dT), por ejemplo: 
 Determinación de calores específicos y propiedades en las que este varía 
como la temperatura de transición vítrea (Tg) 
 Puntos de ebullición y fusión 
 Pureza de compuestos cristalinos 
 Entalpías y cinéticas de reacción 
 Transiciones de fase 
 Determinación de parte amorfa y cristalina 
 LSCT 
Este estudio se puede emplear en un intervalo de temperaturas que va desde la 
temperatura del nitrógeno líquido hasta los 600 °C. La familia de los materiales 
que presenta todas sus transiciones térmicas en dicho intervalo es la de los 
polímeros, razón por la cual es una técnica muy empleada en la caracterización de 
dichos materiales. 
El equipo utilizado para este estudio, mide el flujo de calor en la muestra y en una 
referencia. Ambos se someten a una temperatura que aumenta en forma continua, 
sin embargo se agrega calor a la muestra o a la referencia con el propósito de 
igualar las temperaturas en ambos sistemas. 
 
29 
La muestra y la referencia (generalmente aire), se introducen en celdas o cápsulas 
selladas, que pueden ser de diversos materiales como platino, aluminio. Las 
celdas que contienen la muestra y la referencia, se colocan en el equipo el cual 
está equipado con un sensor que mide la temperatura, y una resistencia de 
calentamiento independiente para cada una de ellas. 
 
Figura 15. Diagrama de un equipo empleado en el estudio de DSC 
El equipo reporta en un gráfico llamado termograma, el flujo de calor en la muestra 
contra la temperatura, para lo cual realiza los siguientes cálculos: 
Em = Wm·(Tm – Tp) 
ER = WR·(TR – Tp) 
ΔE = Em – ER 
 
Figura 16. Termograma con las transiciones observadas en un estudio de DSC de 
un polímero. 
 
30 
El programa de temperatura puede ser dinámico o estático: 
 Programa dinámico: consiste en someter la muestra a un calentamiento o 
enfriamiento a una velocidad constante. 
 Programa estático: consiste en mantener las muestras a una temperatura 
constante y se examinan los cambios que se dan en función del tiempo 
(González F, 2008). 
 
2.8.2 Análisis termogravimétrico (TGA) 
Como ya se dijo, con el nombre de análisis térmico se agrupan los diferentes 
métodos que miden los cambios en las propiedades físicas y químicas que 
experimenta una sustancia en función de la temperatura o del tiempo, entre ellas 
el DSC y el TGA. 
La termogravimetría es la técnica que mide la variación del peso de una muestra 
al transcurrir el tiempo o cambiar la temperatura, mientras se somete la muestra a 
un programa de temperatura controlado en una atmósfera específica. Para esto el 
equipo cuenta con un sistema de microbalanzas, en una de las cuales se 
introduce la muestra, un horno y sensores de temperatura, un programador de 
temperatura, un controlador de atmósfera y un dispositivo para almacenar datos 
de peso y temperatura. 
El programa de temperatura puede ser a temperatura constante, calentamiento a 
velocidad constante, enfriamiento o cualquier combinación de los anteriores, 
siendo el más utilizado el de calentamiento a velocidad constante. 
Lo habitual es que se produzca una pérdida de peso en la muestra pero también 
es posible que haya una ganancia de peso, por ejemplo en casos donde la 
atmósfera llega a oxidar la muestra. Entre los gases utilizados como atmósfera se 
encuentran los siguientes: 
 Nitrógeno (inerte) 
 Aire (oxidante) 
 
31 
 Argón (inerte) 
 Dióxido de Carbono (reductora) 
 Hidrógeno (reductora) 
 Cloro (corrosiva) 
 Dióxido de Azufre (corrosiva) 
El equipo reporta un gráfico que de igual forma al DSC, en el caso del TGA es 
llamado termograma, en el que se gráfica el peso contra la temperatura, también 
se puede reportar la derivada de la función obtenida. El termograma es útil para 
poder determinar: 
 Estudio de reacciones en estado sólido 
 Analisis composicional 
 Estudios cinéticos 
 Análisis de suelos 
 Descomposición en polímeros (Mathot V, 1994) 
 
Figura 17. Termograma obtenido en un estudio de TGA 
 
 
32 
2.8.3 Espectroscopia infrarroja (FTIR) 
La radiación electromagnética es un tipo de energía que se transmite en el 
espacio a diferentes velocidades. Adopta formas como la luz visible, el calor 
radiante, rayos X, luz ultravioleta, luz infrarroja, microondas y ondas de radio. 
Para caracterizar muchas de las propiedades de la radiación electromagnética es 
conveniente adjudicarle una naturaleza ondulatoria, teniendo así que son 
importantes las siguientes variables: 
 Velocidad 
 Frecuencia 
 Longitud de onda 
 Amplitud 
No obstante, a diferencia de otros fenómenos ondulatorios como el sonido, la 
radiación electromagnética no requiere un medio para su transmisión, lo que hace 
que puede transferirse por el vacío. 
El principio de superposición establece que cuando dos o más ondas atraviesan la 
misma región del espacio tiene lugar un desplazamiento que consiste en la suma 
de los desplazamientos causados por cada una de las ondas. 
 
Figura 18. Principio de superposición de ondas. 
 
 
33 
El procedimiento de la superposición puede ser invertido por medio de un 
procedimiento matemático denominado Transformada de Fourier. 
Dentro del espectro electromagnético, la región del infrarrojo abarca regiones del 
espectro comprendidas entre los números de onda de 12800 a 10 cm-1 
aproximadamente, lo que corresponde a las longitudes de onda de 0.78 a 
1000 μm. Sin embargo la gran mayoría de las aplicaciones analíticas se basan en 
el empleo de una parte del infrarrojo medio comprendida entre los 4000 y los 
670 cm-1. 
 
Figura 19. El espectro electromagnético. 
La absorción de radiación infrarrojase limita a especies moleculares para las 
cuales existen pequeñas diferencias de energía entre los distintos estados 
vibratorios y rotacionales, ya que se tienen cambios dipolares durante las 
vibraciones y las rotaciones. 
Para absorber radiación infrarroja, una molécula debe experimentar un cambio 
neto en el momento dipolar como consecuencia de su movimiento vibratorio o 
rotacional. De esta forma el campo eléctrico alternante de la radiación puede 
interaccionar con la molécula y causar cambios en su movimiento. 
Si la frecuencia de la radiación iguala a la frecuencia de vibración natural de la 
molécula, ocurre una transferencia neta de energía que da por resultado un 
cambio en la amplitud de la vibración molecular, como consecuencia se tiene la 
absorción de la radiación. 
 
34 
 
Figura 20. Diferentes tipos de vibraciones en las moléculas 
La energía de una vibración, y por consiguiente la longitud de onda de una banda 
de absorción, puede ser influida por otros vibradores presentes en la molécula. 
Por lo tanto se presenta un rango dentro de las longitudes de onda, en las cuales 
se puede observar una banda de absorción característica para cada grupo 
funcional. De esta forma se puede deducir el espectro infrarrojo de una molécula. 
Debido a lo anterior el principal uso del espectro de infrarrojo en una molécula ha 
sido la identificación de compuestos orgánicos. El espectro de un compuesto 
orgánico representa una de sus propiedades características. Debido a ésto, no 
existen teóricamente dos compuestos que absorban exactamente en la misma 
forma, salvo en el caso de los isómeros ópticos (Skoog D., 1984). 
2.9 Metales pesados 
Los metales pesados son un grupo de elementos químicos, que tienen un elevado 
peso atómico y una densidad superior a 5 g/cm3, que además presentan cierta 
toxicidad para el ser humano. Algunos de ellos son imprescindibles para el 
desarrollo de las funciones vitales de los organismos; éstos son: cobalto (Co), 
cobre (Cu), hierro (Fe), magnesio (Mg), molibdeno (Mo), y zinc (Zn). Sin embargo, 
 
35 
en cantidades altas son perjudiciales e incluso letales para los seres vivos. Por 
otra, parte existen metales pesados no esenciales que son altamente tóxicos en 
cantidades pequeñas, representando un gran problema de contaminación 
ambiental. Entre este tipo de metales pesados se encuentran el cromo (Cr), 
cadmio (Cd), mercurio (Hg), plomo (Pb), arsénico (As) y antimonio (Sb). 
Para evaluar el grado de toxicidad que un metal pesado presenta en el medio 
ambiente se deben considerar diversos factores, como son la biodisponiblidad 
(grado de absorción en los seres vivos), las diversas fuentes que los introducen al 
medio ambiente, además de la misma naturaleza del metal. 
De acuerdo a las actividades que producen más contaminantes tenemos que el 
Mn es el que se encuentra en mayor proporción, fundamentalmente incorporado 
en las cenizas de combustión, seguido por el Cr y Zn, mientras que en los 
desechos urbanos se encuentran básicamente Cu, Pb y Zn. De la industria 
metalúrgica provienen principalmente el Zn, Cu y Pb (González, 2012). 
2.9.1 Cr(IV) 
El cromo es un elemento químico de número atómico 24 que pertenece al grupo 
de los metales de transición dentro de la tabla periódica de los elementos 
químicos, su símbolo es Cr. 
El cromo puede existir en varios estados de oxidación, sin embargo, sólo las 
formas trivalente y hexavalente tienen una importancia ambiental. El Cr (III) se ha 
informado de ser biológicamente esencial para los mamíferos, ya que mantiene la 
glucosa activa, ayudando al metabolismo de lípidos y proteínas. Por otro lado el Cr 
(VI) es tóxico, ya que se puede presentar como CrO4
2-o H CrO4
-, los cuales se 
difunden a través de las membranas celulares y oxidan moléculas biológicas. Los 
máximos niveles admisibles de Cr (VI) en agua potable y agua residual de la 
industria son de 0.05 y 0.25 mg/L respectivamente. 
2.10 Inmovilización de metales 
Existen muchos métodos para limpiar aguas residuales de iones metálicos. Estos 
procesos aplican generalmente una vez que el agua fue tratada previamente. 
Entre las técnicas empleadas tenemos las siguientes 
 
36 
 Precipitación química 
Este método consiste en la adición de reactivos capaces de precipitar los 
metales pesados en la disolución. La capacidad de eliminación de los 
metales depende de dos factores: 
 La solubilidad de la especie que se forme, la cual además depende 
del producto de solubilidad, pH de la disolución y concentración de la 
especie. 
 La capacidad de separación del sólido de la disolución acuosa. 
 
Estos factores hacen que la precipitación sea poco efectiva cuando el metal 
se encuentra en concentraciones muy bajas, ya que se necesita demasiado 
agente precipitante para llegar a formar el precipitado. 
 
 Intercambio iónico 
Este método se basa en las interacciones electroestáticas, debido a las 
fuerzas de atracción de Coulomb que tienen lugar cuando un ion de una 
disolución se intercambia por otro ion de igual signo que se encuentra unido 
a una partícula sólida inmóvil. Cuando las concentraciones de metal en los 
efluentes son bajas, el uso de membranas o la recuperación con disolvente 
pierden sus ventajas y no son efectivos. 
 
 Adsorción 
El proceso de adsorción implica la transferencia de una sustancia en una 
fase a la concentración en la superficie de otra. El adsorbente se 
caracteriza por su alta porosidad de tamaño extremadamente pequeño que 
da lugar a que la superficie interna del adsorbente sea mucho mayor que la 
externa. 
 
37 
 
La adsorción física está causada principalmente por las fuerzas de Van der 
Waals y electrostáticas. El ion es adsorbido por el sólido dependiendo de la 
carga relativa entre ambos. Este proceso puede ser lento o rápido, 
dependiendo de la composición del adsorbente y de la temperatura. 
 
Mientras que la adsorción química o quimiadsorción es un proceso que 
depende de la temperatura, la naturaleza química del sólido y la 
concentración de la especie química a adsorber. Los dos tipos diferentes de 
adsorción no tienen que darse de forma independiente, así en los sistemas 
naturales es frecuente que ambos se presenten al mismo tiempo. 
 
 Ósmosis inversa (tecnología de membranas) 
Una membrana es una barrera semipermeable a través de la cual sólo 
pueden difundirse determinadas especies químicas. Recientemente, esta 
técnica ha tenido una importante aplicación en el tratamiento de aguas para 
su desalinización mediante ósmosis inversa, que aprovecha una diferencia 
de presión a través de la membrana para separar el soluto del disolvente. 
Bajo estas condiciones, los iones no atraviesan la membrana mientras que 
el fluido portador sí lo hace, por lo que estos se separan. 
2.10.1 Hidrogeles sensibles al pH aplicados a la inmovilización de iones 
metálicos 
 
Desde hace algunos años, se sintetizó y caracterizó un hidrogel basado 
enpoli(vinilpirrolidona) y en poli(ácido acrílico), con lo cual se logró la retención de 
Fe2+, Cu2+ y Mn2+. 
Dependiendo de la naturaliza del hidrogel, la remoción de iones o inmovilización 
de los mismos se puede dar debido a las interacciones iónicas que existenentre 
los cationes metálicos y los aniones presentes en los polímeros. Así mismo, 
 
38 
también si los iones metálicos actúan como ácidos de Lewis y en la estructura de 
los polímeros se encuentran grupos funcionales en los que los átomos que 
contienen puedan actuar como bases de Lewis, entonces dependiendo de la 
estabilidad del sistema se podrán inmovilizar iones por medio de la coordinación 
química de los mismos. 
2.10.2 Determinación de la concentración de iones metálicos de una 
disolución 
Para la cuantificación de cantidades pequeñas de un ion en disolución, existen 
principalmente dos métodos; estos son la espectrometría de absorción atómica y 
la espectroscopia ultravioleta/visible (UV-Vis) Espectrometría de adsorción atómica 
Es una técnica para determinar la concentración de un elemento metálico 
determinado en una muestra. Puede utilizarse para analizar la 
concentración de más de 62 metales diferentes en disolución. La técnica 
hace uso de la espectrometría de absorción para evaluar la concentración 
de un analito en una muestra. 
 
Los electrones de los átomos en el atomizador pueden ser promovidos a 
orbitales más altos por un instante mediante la absorción de una cantidad 
de energía, medida a partir de la longitud de onda. Esta longitud de onda se 
refiere específicamente a una transición de electrones en un elemento 
particular, y en general cada longitud de onda corresponde a un solo 
elemento. Como la cantidad de energía que se irradia es conocida y la 
cantidad restante la puede medir el detector del instrumento, es posible 
calcular cuántas de estas transiciones tienen lugar, y así obtener una señal 
que es proporcional a la concentración del elemento que se mide. 
 
 
 Espectroscopia UV-Vis 
 
39 
La espectroscopia UV-Vis permite determinar la absorción de la luz en una 
muestra, en el intervalo de longitudes de onda comprendido entre 200 y 700 
nm. Para la determinación en la región ultravioleta es necesario emplear 
celdas de cuarzo ya que este no absorbe en esta zona del espectro. 
La espectroscopia UV-Vis se utiliza habitualmente en la determinación 
cuantitativa de soluciones de iones metálicos de transición y compuestos 
orgánicos muy conjugados. El instrumento utilizado mide la intensidad de 
luz antes de pasar a través de una muestra, y la compara con la intensidad 
de luz que pasa a través del blanco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
40 
3. Desarrollo experimental 
3.1 Metodología 
Sistemas
net-DMAAm net-CS(net-DMAAm)-inter-CS (net-DMAAm)-inter-(net-CS)
Preparar las diferentes disoluciones de DMAAm en Ácido Acético al 5% v/v
Agregar CS a diferentes concentraciones
Preparar las diferentes disoluciones de CS en Ácido 
Ácetico al 5% v/v
Irradiación de las muestras a diferentes dosis en atmosfera inerte
Determinació de la reticulación o interpenetración o semi interpenetración
Caracterización de los sistemas por Hinchamiento, DSC, TGA FTIR y/o pH crítico
Retención de cromatos
Procedimiento de elaboración de los sistemas
Reticulación con Formaldehído al 10%
 
Figura 21. Diagrama del desarrollo experimental llevado a cabo. 
 
3.2 Irradiación de muestras (GAMMABEAM 651-PT) 
En el presente trabajo se lleva a cabo la síntesis de hidrogeles mediante radiación 
ionizante, proveniente de la fuente de cobalto-60 Gamma Beam 651 PT (Nordion 
Canada), ubicada en el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM. 
 
 
41 
Dicha fuente es un equipo que consta de barras de 60Co, que se encuentran 
protegidas por una alberca de agua para evitar así la exposición a la radiación, la 
instalación cuenta con muros de concreto reforzado con óxido de bario. El agua de 
la alberca es tratada por medio de resinas iónicas para posteriormente ser 
recirculada a la alberca. 
 
Para la realización de este trabajo se trabajó a una razón de dosis de 7.8 kGy/h. 
 
 
 
Figura 22. Diagrama del irradiador GAMMABEAM 651-PT. 
 
42 
 
3.3 Destilación de DMAAm 
Para la realización de este trabajo se utilizó N,N-Dimetilacrilamida elaborada por la 
empresa Sigma Aldrich Chemistry. Dicho compuesto se encuentra a un 99% de 
pureza, conteniendo 500 ppm de Mono etil eter hidroquinona como inhibidor. Por 
lo tanto es necesario destilar este compuesto para así retirar el inhibidor y que 
este no afecte los resultados. 
 
La destilación de este compuesto se llevó a cabo utilizando un sistema de 
destilación a presión reducida, destilando la DMAAm a una temperatura de 36 °C. 
 
3.4 Reticulación de DMAAm (net-DMAAm) 
Para el estudio de la reticulación de DMAAm, se desarrollaron tres estudios 
diferentes para poder determinar el disolvente ideal de la mezcla para la 
reticulación de DMAAm, así como el mejor disolvente para llevar a cabo la 
extracción de estos hidrogeles. 
 
Los disolventes utilizados en la reticulación fueron agua y ácido acético, el primero 
por ser disolvente de DMAAm y el segundo por ser un disolvente del quitosano. 
 
Los disolventes utilizados en el proceso de extracción fueron agua y metanol, el 
primero por ser muy utilizado para el proceso de extracción y el segundo por 
disolver el homopolímero de DMAAm. Los tres experimentos realizados junto con 
las observaciones para cada una fueron las siguientes: 
 
 Utilizando como agua disolvente para reticulación y extracción. 
En este experimento se observó que la DMAAm se reticulaba muy bien, 
pero en el proceso de extracción se formaba un precipitado blanco 
(homopolímero). No se continuó con este método ya que el agua no es un 
disolvente del quitosano, por lo cual no sería muy útil al momento de 
realizar una interpenetración o semi interpenetración. 
 
 
43 
 Utilizando como disolvente para la reticulación ácido acético y agua 
como disolvente de extracción. En este experimento se observó que la 
DMAAm se reticulaba muy bien, pero en el proceso de extracción se 
formaba un precipitado blanco (homopolímero), razón por la cual no se 
continuo con este método. 
 
 Utilizando como disolvente para la reticulación ácido acético y 
metanol como disolvente de extracción. En este experimento, como ya 
se mencionó, en ácido acético se logra obtener de una forma adecuada la 
reticulación En el proceso de extracción se observó que ya no se 
presentaba un precipitado blanco; en cambio, el metanol se observaba un 
poco turbio por lo cual se llegó a la conclusión que este es el proceso ideal 
para desarrollar la experimentación. 
 
3.4.1 Reticulación de DMAAm a diferentes dosis de irradiación 
Para el desarrollo de este experimento se preparó una solución de DMAAm al 50 
% v/v en ácido acético(al 5% v/v en agua). Se introdujeron 5 mL de esta solución 
en cuatro ampolletas diferentes. A cada una de las ampolletas se les eliminó el 
oxígeno burbujeando en las mismas Argón por 15 minutos, con el objetivo de tener 
una atmosfera inerte. Al pasar los 15 minutos, cada una de las ampolletas fue 
sellada con ayuda de un soplete. 
 
Posteriormente se llevaron a irradiar las muestras, a dosis de 3, 6, 10 y 15 kGy 
respectivamente. Después de irradiar se abrieron las ampolletas y se colocó su 
contenido en metanol para extraer todo el DMAAm no reticulado (monómero y 
homopolímero). El proceso de extracción duro 72 horas, cambiando el metanol 
cada 24 horas. 
 
Al terminar el proceso de extracción se pesaron las muestras para así poder 
determinar el porcentaje de hinchamiento máximo obtenido en cada muestra, el 
cual se calculó con la ecuación 1. Inmediatamente después las muestras 
colocaron en una estufa con vacío, para secarlas. Con el peso obtenido, después 
 
44 
de secar las muestras, se calculó el porcentaje de reticulación para cada una de 
las muestras con ayuda de la ecuación 2. 
 
 ………. (1) 
 
 ………….... (2) 
 
En donde mi es el peso inicial de monómero colocado en la ampolleta, mf es el 
peso final de la muestra después del proceso de extracción y ms es el peso final 
de la muestra seca. 
 
3.4.2 Reticulación de DMAAm a diferentes concentraciones 
Dados los resultados obtenidos en los experimentos anteriores, se desea saber 
los efectos que tiene la concentración de DMAAm en la disolución, a una dosis de 
irradiación fija. Se escogió la dosis de 6 kGy ya que en los experimentos 
anteriores se observó que es donde se tienen mejores resultados para estos 
sistemas. 
 
Para el desarrollo de este estudio se prepararon cuatro diferentes disoluciones de 
DMAAm con 10, 20, 30 y 40 % v/v respectivamente, utilizando como disolvente 
ácido acético al 5% en agua. Estas disoluciones se colocaron en ampolletas y a 
cada una se le extrajo el oxígeno, introduciendo en las ampolletas argón por 15