Electrospinning de solución acuosa de poli(alcohol vinílico)

Electrospinning of Aqueous Solution of Poly(vinyl alcohol)

El poli(alcohol vinílico) (PVOH) se preparó mediante polimerización en solución de acetato de vinilo. Las nanofibras de PVOH se produjeron por electrospinning en una solución acuosa de 12,4% p/v con y sin 1% v/v de cloruro de aluminio. La morfología de las nanofibras se observó con un microscopio electrónico de barrido (SEM). El grado de cristalinidad se midió mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y difracción de rayos X de ángulo amplio (WAXD). Se comprobaron los efectos del voltaje eléctrico y de la adición de cloruro de aluminio sobre la morfología y el diámetro medio de las fibras. Los resultados mostraron que las nanofibras de PVOH sin cloruro de aluminio tenían diámetros superiores a las nanofibras preparadas con la sal debido a la diferente conductividad eléctrica de las soluciones. Se observó una disminución de 140 nm en el diámetro medio de las fibras cuando el voltaje varió de 15 a 18 kV. La cristalinidad de las nanofibras con y sin sal fue inferior a la del PVOH isotrópico.

INTRODUCCIÓN

El alcohol polivinílico (PVOH) es un polímero hidrosoluble industrialmente que se obtiene mediante la hidrólisis alcalina del poli(acetato de vinilo) en solución (Figura 1) y se utiliza en diversas aplicaciones, como fibras, membranas, películas, fabricación de adhesivos, recubrimiento de papel y estabilizantes para la polimerización. En la actualidad, debido a su biocompatibilidad y biodegradabilidad, el PVOH se utiliza ampliamente en la fabricación de hidrogeles, lentes de contacto, componentes de cuerpos artificiales y sistemas de liberación de fármacos.

Existen varios tipos de PVOH, con diferentes grados de hidrólisis (GH) y diferentes grados de polimerización (Pn). Los PVOH utilizados en la producción de fibras y como estabilizantes para la polimerización son en su mayoría parcialmente hidrolizados (88% mol) o altamente hidrolizados (98-99% mol). Estos polímeros tienen una excelente resistencia química, a la tracción, a la compresión y a la abrasión. Estas propiedades, combinadas con una buena estabilidad química, dan lugar a una amplia gama de aplicaciones, como películas y fibras. Las fibras de PVOH en el rango de 5 a 500 µm se producen mediante procesos convencionales como la hilatura por fusión, la hilatura húmeda o la hilatura en seco.

Sin embargo, para aplicaciones específicas como filtros de sistemas de partículas, membranas semiimpermeables, nanocompuestos, ropa protectora, recubrimientos de piel humana y sistemas de liberación de fármacos, se requieren fibras de tamaño nanométrico. Estas fibras se generan en forma de manta no tejida mediante el proceso de electrospinning en solución. El proceso de electrospinning de solución polimérica consiste en aplicar fuerzas electrostáticas y de arrastre a la solución para formar nanofibras.