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Síntesis de nanohíbridos basados en nanosílice y celulosa obtenida a partir de línteres de algodón: nanomateriales promisorios en pruebas fluido-fluido y conformance químico

Resumen

En el presente trabajo de investigación se sintetizaron nanohíbridos (NH-CMC-nSiO2) a partir de una reacción de amidación mediada por carbodiimidas, a partir de carboximetilcelulosa (CMC) obtenida de celulosa extraída a partir de línteres de algodón comercial y tres tipos de nanopartículas de sílice aminofuncionalizadas (nSiO2-APTES). Una de las nanopartículas empleadas se obtuvo de una casa comercial y ésta ya se encontraba aminofuncionalizada (nSiO2 – 2% APTES). Mientras que, en los otros dos casos fue necesario llevar a cabo la correspondiente reacción de aminofuncionalización con el respectivo aminosilano (APTES). Una vez los precursores y productos fueron sintetizados, se procedió a su respectiva caracterizaron, mediante técnicas espectroscópicas como son FT-IR, DLS, Pζ, DRX, XPS, SEM y EDS. Además, de técnicas termogravimétricas como TGA y DSC. Por otro lado, se realizaron pruebas de la capacidad viscosificante de las soluciones de los (NH-CMC-n-SiO2 sintetizados y su biopolímero precursor, a diferentes temperaturas y condiciones de salinidad. En adición, se realizó el estudio de la formación de hidrogeles utilizando el método de Syndansk, empleando una sal de cromo (III), como reticulante con el objeto de evaluar la estabilidad de los mismos a diferentes condiciones de temperatura y concentración. Dentro de los resultados asociados a las mediciones de viscosidad, se encontró que el NH-CMC A380-APTES fue quien mejores valores de viscosidad presentó a las condiciones evaluadas, en comparación de la CMC precursora. Vale la pena anotar, que los fluidos preparados a partir del biopolímero precursor y los correspondientes NH-CMC-nSiO2 mostraron un comportamiento newtoniano, así como una estabilidad considerable, frente a procesos de degradación térmica, esfuerzo de corte y salinidad. En el caso de la formación y evaluación de la estabilidad de los hidrogeles a través del tiempo, se realizó un análisis comparativo del NH-CMC A380-APTES frente a la CMC precursora. Se observó que a las diferentes temperaturas y concentraciones evaluadas se forma el respectivo hidrogel, demostrando una interacción metal-polímero efectiva, que en el caso del hidrogel obtenido a partir del nanomaterial NH-CMC A380-APTES resultó más eficiente y estable durante el tiempo del ensayo sin perder su propiedad de gelificación. Todo lo anterior convierte a este tipo de nanomaterial en un potencial producto para aplicaciones de recobro mejorado, tanto en inyección química de polímeros o como precursores de hidrogeles para conformance químico.