Estudio del comportamiento reológico de la goma de celulosa, goma xantana y goma guar y sus interacciones en mezclas binarias y ternarias en disoluciones acuosas a diferentes condiciones del medio

Abstract

La goma de celulosa, la goma guar y la goma xantana son hidrocoloides usados en la industria nacional como estabilizantes y espesantes que por sí solos poseen atractivas propiedades en diversas aplicaciones. Dichos productos cuando se mezclan poseen un efecto conocido como sinergia, en el cual las propiedades reológicas de las gomas no son proporcionales a la composición de la mezcla, sino que se modifican generando productos de mayor viscosidad o comportamientos de gel mayores a lo esperado. Esto es, debido a las interacciones intermoleculares de los materiales cuando son disueltos en agua y por tanto, se modifican las propiedades reológicas ante variables como la cizalla, el tiempo y la temperatura, entre otros. En el sistema de mezcla entre goma de celulosa (GC), goma xantana (GX) y goma guar (GG) a concentraciones en solución acuosa de 1%, se determina que la goma xantana aporta a la mezcla pseudoplasticidad y estabilidad de los parámetros reológicos ante la temperatura, mientras que la goma guar aporta mayor viscosidad y además dependencia de la viscosidad ante el tiempo. La goma de celulosa aporta un comportamiento intermedio de viscoelasticidad que aporta a la estabilidad del sistema, de tal forma que cuando se incorpora la goma de celulosa en dosificaciones determinadas, las propiedades reológicas de cada componente individual se ven aumentadas. Dependiendo de la propiedad reológica que se desea obtener para una aplicación determinada (por ej. alimentos, pinturas, lodos de perforación, entre otros), las proporciones de mezcla del sistema GC-GX-GG pueden ser adaptadas para obtener cierto desempeño buscado, lo que se conoce en la literatura como diseño de suspensiones.

Cellulose gum, guar gum and xanthan gum are hydrocolloids used in national industry as stabilizers and thickeners that individually have interesting properties in many applications. When these hydrocolloids are physically mixed, they generate an effect known as synergy, in which the rheological properties of the gums are not proportional to the composition of the mixture, but are enhanced generating products with higher viscosities or higher gel strength than expected. This phenomenon is due to the intermolecular interactions of materials in dissolution and therefore, rheological properties as shear behavior, time, and temperature, among others are modified. In the mixing system between cellulose gum (GC), xanthan gum (GX) and guar gum (GG) at concentrations to 1% in aqueous solutions is determined that xanthan gum contributes to pseudoplasticity and stability of the rheological parameters with respect to temperature, while guar gum provides higher viscosity and time dependence on viscosity. Cellulose gum contributes an intermediate behavior of viscoelasticity that helps to the stability of the mixture system, such that when cellulose gum is incorporated in certain dosages, the rheological properties of each individual component are enhanced. Depending on the desired rheological property to use in an application (eg food, paint, drilling mud, among others), the proportions of the mixture between GC-GX-GG can be adapted to obtain a performance determinate, This is it known in the academic literature as design of colloidal suspensions.