MX2013004994A

MX2013004994A - Geles e hidrogeles.

Info

Publication number: MX2013004994A
Application number: MX2013004994A
Authority: MX
Inventors: Naihong Li; Michael C Williams
Original assignee: Moasis Inc
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-10-17
Also published as: JP2013544929A; MX346880B; CN103429643B; CN103429643A; EP2638101A4; WO2012064787A3; CA2817229A1; IL226195A; EP2638101A2; US20180086913A1; CL2013001259A1; AP2013006915A0; AP3590A; IL226195A0; ZA201303997B; US20130303665A1; WO2012064787A2; AU2011326602B2; JP6085887B2; BR112013011340A2

Abstract

Se describen geles y materiales que contienen gel, incluidos los hidrogeles. Se puede obtener un gel mezclando ácido poliacrílico (PAA) y un poliglicol, como politetrametilenglicol (PTMEG) a temperatura ambiente y, en algunos casos, sin un catalizador. El material mezclado se puede usar en la obtención de materiales blandos y duros, películas y partículas. El material mezclado se puede combinar con monómeros de vinilo y polimerizarse hasta formar un didrogel. El hidrogel puede tener una alta resistencia mecánica y alta absorbencia del agua.

Description

GELES E HIDROGELES REFERENCIA Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud de patente provisoria de EE. UU. n. °61/411, 62, presentada el 8 de noviembre de 2010, y Solicitud de patente provisoria de EE. UU. n. °61/412, 80, presentada el 11 de noviembre de 2010, ambas incorporadas en su totalidad al presente documento como material de consulta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los geles poliméricos y los geles hidrófilos que tienen estructura tridimensional pueden tener muchas aplicaciones importantes como matrices de uso en los campos de la biomedicina, farmacéutica, agricultura, biotecnología y compuestos industriales.

Estos geles e hidrogeles poliméricos pueden tener una estructura tridimensional ("3D") debido a la reticulación; los materiales reticulados pueden ser insolubles en solventes orgánicos y en el agua. Los geles e hidrogeles poliméricos se pueden obtener producto de la polimerización de monómeros o monómeros multifuncionales con agentes reticulantes con la ayuda de uno o más catalizadores, en ocasiones a altas temperaturas. Esto puede llevar a altos costos de materiales y de procesamiento.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto de la invención, un hidrogel comprende un primer material polimérico con ácido poliacrilico, un segundo material polimérico con un poliglicol distinto al polietilenglicol, y una o más especies con una funcionalidad de vinilo.

En una modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el primer material polimérico establece un puente de hidrógeno con el segundo material polimérico. En otra modalidad, el poliglicol es éter de politetrametilenglicol . En otra modalidad, al menos una de las especies con funcionalidad de vinilo es acrilamida. En otra modalidad, al menos una de las especies con una funcionalidad de vinilo puede ser ácido acrilico, ácido metacrilico, alcohol vinilico, acetato vinilico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster, vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano. En otra modalidad, la especie con una funcionalidad de vinilo es básicamente polimérica. En otra modalidad, el hidrogel comprende además un agente reticulante. En otra modalidad, el agente reticulante puede ser di (etilenoglicol) divinil éter, di (etilglicol) diacrilato o ?,?' -metileno bis (acrilamida) . En otra modalidad, la especie con una funcionalidad de vinilo establece un enlace covalente con el primer material polimérico. En otra modalidad, el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de uno, dos o 50 ciclos de hidratación - deshidratación . En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces o mínima aproximada de 50 veces el peso del hidrogel. En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 %, 20 %, 100 % o 1.000 % el peso del hidrogel. En otra modalidad, la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es aproximadamente 1 a 3, o aproximadamente 1 a 6. En otra modalidad, el ácido poliacrílico se obtiene del ácido poliacrílico reciclado. En otra modalidad, el hidrogel comprende además una celulosa, gelatina y/o arcilla. En otra modalidad, la celulosa incluye carboximetil celulosa. En otra modalidad, el hidrogel exhibe una resistencia a la tracción de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2, o de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2. En otra modalidad, el hidrogel exhibe una resistencia al impacto de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2, o de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2. En otra modalidad, el hidrogel comprende además fertilizante, sílice, polietileno o poliestireno . En otra modalidad, el w (g/mol) del primer material polimérico va de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000, o aproximadamente entre 400.000 y 600.000. El otra modalidad, el w (g/mol) del segundo material polimérico va de aproximadamente 650 a aproximadamente 2.000, o aproximadamente entre 500 y 1.000. En otro aspecto de la invención, se proporciona un método para obtener un hidrogel, método que comprende proporcionar, en un recipiente de reacción, un primer material polimérico con ácido poliacrílico, un segundo material polimérico con un poliglicol distinto al polietilenglicol, y una o más especies con una funcionalidad de vinilo, y mezclar el primer material polimérico, el segundo material polimérico, y una o más especies con una funcionalidad de vinilo. En una modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el primer material polimérico y el segundo material polimérico se utilizan en una proporción de 1 a 3 por peso, o en una proporción de 1 a 6 por peso, respectivamente. En otra modalidad, se calienta la mezcla del primer material polimérico, el segundo material polimérico, y una o más especies con una funcionalidad de vinilo. En otra modalidad, el primer material polimérico, el segundo material polimérico y al menos una de las especies con una funcionalidad de vinilo se mezclan a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C. En otra modalidad, al menos una de las especies con una funcionalidad de vinilo es acrilamida, ácido acrilico, ácido metacrilico, alcohol vinilico, acetato vinílico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster , vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano . En otra modalidad, el ácido poliacrilico se obtiene de ácido poliacrilico reciclado.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un gel que comprende un primer material polimérico, que tiene ácido poliacrilico, y un segundo material polimérico, que tiene un poliglicol distinto al polietilenglicol, donde el primer material polimérico establece un puente de hidrógeno con el segundo material polimérico. En otra modalidad, el poliglicol es éter de politetrametilenglicol . En otra modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero . En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3, o de aproximadamente 1 a 6. En otra modalidad, el Mw (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000, o aproximadamente entre 400.000 y 600.000. En otra modalidad, el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 650 a aproximadamente 2.000, o aproximadamente entre 500 y 1.000. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende el gel. En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces, o aproximadamente 50 veces el peso del hidrogel. En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 %, 20 % o 100 %, o el 1.000 % del peso del hidrogel. En otra modalidad, el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de uno, dos o 50 ciclos de hidratación - deshidratación . En otra modalidad, el hidrogel comprende además un fertilizante, sílice, polietileno o poliestireno . En otra modalidad, el hidrogel comprende además celulosa, gelatina y/o arcilla. En otra modalidad, la celulosa incluye carboximetil celulosa. En otra modalidad, el ácido poliacrilico se obtiene de ácido poliacrilico reciclado. En otra modalidad, el hidrogel exhibe una resistencia a la tracción de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2, o de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2. En otra modalidad, el hidrogel exhibe una resistencia al impacto de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2, o de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un método para formar un gel, que comprende mezclar un primer material polimérico y un segundo material polimérico para inducir la formación de un puente de hidrógeno entre el primer material polimérico y el material polimérico, donde el primer material polimérico comprenda un ácido poliacrilico y el segundo material polimérico comprenda un poliglicol distinto al polietilenglicol . En otra modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el primer y segundo material polimérico se mezclan a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C. En otra modalidad, el gel se forma sin el uso de un catalizador. En otra modalidad, el poliglicol es éter de politetrametilenglicol . En otra modalidad, el primer material polimérico y el segundo material polimérico se mezclan en una proporción por peso de aproximadamente 1 a 3, o de aproximadamente 1 a 6. En otra modalidad, el ácido poliacrilico se obtiene del ácido poliacrilico reciclado. En otra modalidad, el gel exhibe una resistencia a la tracción de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2, o de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2. En otra modalidad, el gel exhibe una resistencia al impacto de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2, o de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2.

En otro aspecto de la invención, un método agrícola comprende brindar un hidrogel en un terreno, comprendiendo el hidrogel un primer material polimérico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico, donde el primer material polimérico incluye un ácido poliacrilico y el segundo material polimérico incluye un poliglicol distinto al polietilenglicol . En una modalidad, el segundo material polimérico es éter de politetrametilenglicol . En otra modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero . En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de uno, dos o 50 ciclos de hidratación - deshidratación . En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces o aproximadamente 50 veces el peso del hidrogel. En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 % el peso del hidrogel. En otras modalidades, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 20 %, 100 % o 1.000 % el peso del hidrogel. En otra modalidad, la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3, o de aproximadamente 1 a 6. En otra modalidad, el hidrogel comprende además un agente reticulante. En otra modalidad, el hidrogel se forma sin un catalizador. En otra modalidad, el Mw (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000, o aproximadamente entre 400.000 y 600.000. En otra modalidad, el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 500 a aproximadamente 2.000, o aproximadamente entre 650 y 1.000. En otra modalidad, el ácido poliacrilico se obtiene de ácido poliacrilico reciclado.

En otro aspecto de la invención, un sistema configurado para cultivar una semilla en un ambiente árido comprende un recipiente de semillas formado por un primer material polimérico con ácido poliacrilico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico con un poliglicol, y una semilla en el recipiente de semillas. En una modalidad, el poliglicol es éter de politetrametilenglicol . En otra modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolímero . En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolímero. En otra modalidad, la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3, o de aproximadamente l a 6. En otra modalidad, el primer material polimérico tiene un Mw (g/mol) de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000, o aproximadamente entre 400.000 y 600.000. En otra modalidad, el segundo material polimérico tiene un Mw (g/mol) de aproximadamente 500 a aproximadamente 2.000, o aproximadamente entre 650 y 1.000. En otra modalidad, se proporciona un método para cultivar una planta que comprende proporcionar, en un terreno, una semilla configurada para crecer en un ambiente árido; esta semilla además comprende un recipiente de semillas formado por un primer material polimérico con ácido poliacrílico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico con un poliglicol, y una semilla en el recipiente de semillas. En otra modalidad, la semilla produce una planta que comprende una hoja de al menos dos o tres veces, cinco veces o diez veces la masa de una hoja producida por una semilla sin recipiente de semillas. En otra modalidad, la semilla produce una planta que comprende una raíz con al menos dos o tres veces, cinco veces o diez veces la masa de una raíz producida por una semilla sin recipiente de semillas.

En otro aspecto de la invención, un terreno comprende tierra y un hidrogel en la tierra, teniendo el hidrogel un primer material polimérico con ácido poliacrilico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico con un poliglicol. En una modalidad, el poliglicol es éter de politetrametilenglicol . En otra modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3, o de aproximadamente 1 a 6. En otra modalidad, el w (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000, o aproximadamente entre 400.000 y 600.000. En otra modalidad, el Mw del segundo material polimérico es de aproximadamente 500 a aproximadamente 2.000, o aproximadamente entre 650 y 1.000. En otra modalidad, el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de uno, dos o 50 ciclos de hidratación - deshidratación . En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces o 50 veces el peso del hidrogel. En otra modalidad, el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 %, 20 %, 100 % o 1.000 % el peso del hidrogel. En otra modalidad, el hidrogel comprende además una especie con una funcionalidad de vinilo. En otra modalidad, una de las especies con una funcionalidad de vinilo puede ser acrilamida, ácido acrílico, ácido metacrílico, alcohol vinílico, acetato vinílico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster, vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano . En otra modalidad, la especie con la funcionalidad de vinilo es polimérica. En otra modalidad, la especie con la funcionalidad de vinilo establece un enlace covalente con el primer material polimérico. En otra modalidad, el ácido poliacrílico se obtiene de ácido poliacrílico reciclado.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un gel que comprende ácido poliacrílico y un poliglicol distinto al polietilenglicol, donde el ácido poliacrílico establece un puente de hidrógeno con el poliglicol. En una modalidad, el poliglicol es éter de politetrametilenglicol . En otra modalidad, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero . En otra modalidad, el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero. En otra modalidad, la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3, o de aproximadamente 1 a 6. En otra modalidad, el Mw (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000, o aproximadamente entre 400.000 y 600.000. En otra modalidad, el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 650 a aproximadamente 2.000, o aproximadamente entre 500 y 1000. En otra modalidad, un hidrogel comprende el gel que comprende ácido poliacrilico y un poliglicol distinto al polietilenglicol, donde el ácido poliacrilico establece un puente de hidrógeno con el poliglicol.

En otro aspecto de la invención, un hidrogel ecológico comprende un homopolimero de ácido poliacrilico, que establece un puente de hidrógeno con un homopolimero adicional que tiene un poliglicol ecológico.

En otro aspecto de la invención, un método para obtener un hidrogel ecológico comprende mezclar un homopolimero de ácido poliacrilico con un homopolimero adicional que tiene un poliglicol ecológico. El homopolimero de ácido poliacrilico forma interacciones por puentes de hidrógeno con el homopolimero adicional .

En otro aspecto de la invención, un hidrogel ecológico comprende un primer material polimérico con ácido poliacrilico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico que tiene un poliglicol ecológico.

En otro aspecto de la invención, un método para obtener un hidrogel ecológico comprende mezclar un primer material polimérico que tiene ácido poliacrilico con un segundo material polimérico que tiene un poliglicol ecológico, para obtener una mezcla polimérica, donde luego de mezclar el ácido poliacrilico, forma interacciones por puentes de hidrógeno con el poliglicol ecológico .

En otro aspecto de la invención, se proporciona un hidrogel ecológico, que comprende un primer material polimérico que tiene ácido poliacrilico, un segundo material polimérico que tiene un poliglicol, teniendo el primer material polimérico interacciones por puentes de hidrógeno con dicho segundo material polimérico, y uno o más polímeros ecológicos.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un método para obtener un hidrogel ecológico, que comprende proporcionar, en un recipiente de reacción, un primer material polimérico que tenga ácido poliacrilico, un segundo material polimérico que tenga poliglicol, y uno o más polímeros ecológicos, y mezclar el primer material polimérico que tiene ácido poliacrilico, el segundo material polimérico que tiene un poliglicol, y uno o más polímeros ecológicos.

Algunos aspectos y ventajas adicionales de la presente divulgación se volverán fácilmente evidentes para aquellos expertos en el arte a partir de la siguiente descripción detallada, donde solo se muestran y describen modalidades ilustrativas de la presente divulgación. Como se podrá comprobar, la presente divulgación es capaz de otras y diferentes modalidades, y sus variados detalles se pueden modificar en relación con varios aspectos obvios, todo sin alejarse de la divulgación. Asimismo, los dibujos y la descripción se deben considerar como ilustrativos en naturaleza, y no restrictivos.

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA Todas las publicaciones, patentes y solicitudes de patente mencionadas en esta memoria descriptiva se incorporan por referencia al presente documento en la misma medida como si todas las publicaciones, patentes o solicitudes de patente individuales se indicaran específicamente e individualmente como incorporadas como material de consulta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características novedosas de la invención se establecen con particularidad en las reivindicaciones anexadas. Las características y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor consultando la siguiente descripción detallada que establece modalidades ilustrativas, en las que se utilizan los principios de la invención, además de los dibujos que la acompañan, de los cuales: La FIG. 1 muestra un gel tridimensional ("3D") formado en un modelo, de acuerdo con una modalidad de la invención.

La FIG. 2 ilustra puentes de hidrógeno entre subunidades monoméricas de un gel, de acuerdo con una modalidad de la invención. Se indicaron oxígeno hidroxilo (0), hidrógeno (H) y cadena polimérica de oxígeno (-0-) .

La FIG. 3 ilustra un gel formado por el método del ejemplo 1.

La PIG. 4 muestra espectroscopias infrarrojas transformadas de Fourier (FTIR) para una muestra de ácido poliacrílico (arriba) y un gel polimérico tridimensional PAA-PTMEG (abajo) .

La FIG. 5 muestra espectroscopias FTIR para la muestra de PTMEG (arriba) y un gel polimérico tridimensional PAA-PTMEG (abajo) .

La FIG. 6 muestra un ensayos de compresión de un hidrogel.

La FIG. 7 muestra el Indice de evaporación de agua contenida en un hidrogel.

La FIG. 8 muestra un rastro por calorimetría de barrido diferencial (DSC) de PTMEG (8a) y un gel polimérico tridimensional PAA-PTMEG (8b) .

La FIG. 9 muestra un rastro por DSC del gel polimérico tridimensional PAA-PTMEG mezclado con polímero de polietileno. La temperatura de transición vitrea o la temperatura de fusión (Tm) de polietileno mezclado con el gel PAA-PTMEG es diferente de la del polietileno mismo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En tanto que se han mostrado y descrito modalidades preferidas de la invención en el presente documento, será obvio para aquellos versados en el arte que dichas modalidades se proporcionan solo como ejemplo. Ahora, aquellos versados en el arte darán con numerosas variaciones, cambios y substituciones sin alejarse de la invención. Se debe entender que se pueden emplear varias alternativas a las modalidades de la invención descritas en el presente documento en la práctica de la invención .

El término "material polimérico", como se usa en el presente documento, incluye un material que tiene una o más subunidades monoméricas (también "unidades" en el presente documento) . En una modalidad, un material polimérico puede incluir uno o más tipos de subunidades que se repiten. En otra modalidad, un material polimérico puede incluir el mismo tipo de subunidad que se repite. En otra modalidad, un material polimérico puede incluir dos o más tipos diferentes de subunidades que se repiten. En otra modalidad, un material polimérico puede incluir subunidades monoméricas enlazadas entre ellas. En otra modalidad, un material polimérico puede incluir subunidades monoméricas enlazadas a otra con la ayuda de enlaces covalentes.

El término "gel", como se usa en el presente documento, puede incluir un material que comprenda uno o más tipos de materiales poliméricos enlazados entre ellos. En una modalidad, un gel (también denominado "gel polimérico" en el presente documento) puede incluir uno o más tipos de materiales poliméricos enlazados entre ellos para formar una estructura tridimensional. En otra modalidad, un gel puede incluir dos tipos de materiales poliméricos enlazados entre ellos para formar una estructura' tridimensional (o red tridimensional) . En otra modalidad, un gel puede incluir uno o más tipos de materiales poliméricos enlazados entre ellos con la ayuda de puentes de hidrógeno. En otra modalidad, un gel puede incluir uno o más tipos de materiales poliméricos enlazados entre ellos solo con la ayuda de puentes de hidrógeno. En otra modalidad, un primer material polimérico que tiene una o más subunidades monoméricas establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico que tiene una o más subunidades monoméricas. En otra modalidad, los puentes de hidrógeno se forman entre átomos de hidrógeno del primer material polimérico y átomos electronegativos (por ejemplo, oxigeno, nitrógeno o flúor) .

El término "hidrogel" (también denominado "aquagel"), como se usa en el presente documento, corresponde a cualquier sustancia que se configura para retener agua. Un hidrogel puede incluir segmentos hidrófilos específicos, es decir, grupos o subgrupos que pueden tener una interacción de atracción con una o más moléculas de agua. Los hidrogeles formados de acuerdo con métodos descritos en el presente documento pueden tener capacidades de retención de agua iguales a las de hidrogeles actuales o excederlas.

El término "homopolímero", como se usa en el presente documento, es cualquier sustancia polimérica que esté compuesta del mismo tipo de monómero. Por ejemplo, el homopolímero de ácido acrilico es un polímero que está compuesto solo de ácido acrilico. La frase "básicamente un homopolímero" usada en el presente documento se refiere a un material polimérico que está compuesto por aproximadamente un 80 %, aproximadamente un 81 %, aproximadamente un 82 aproximadamente un 83 %, aproximadamente un 84 aproximadamente un 85 %, aproximadamente un 86 aproximadamente un 87 %, aproximadamente un 88 aproximadamente un 89 %, aproximadamente un 90 aproximadamente un 91 %, aproximadamente un 92 aproximadamente un 93 %, aproximadamente un 94 aproximadamente un 95 %, aproximadamente un 96 aproximadamente un 97 %, aproximadamente un 9 8 % , aproximadamente 99 %, aproximadamente un 99,5 %, aproximadamente un 99,9 % o aproximadamente un 99,95 %, del mismo tipo de unidad i lonomérica. Por ejemplo, cuando un material que tiene ácido poliacrílico es básicamente un homopolímero, al menos un 80 % del material está compuesto de unidades monoméricas de ácido acrilico. Otro ejemplo, cuando un material que tiene poliglicol es básicamente un homopolímero, al menos un 80 % del material está compuesto de unidades monoméricas del mismo glicol. Por ejemplo, cuando un material polimérico que tiene éter de politetrametilenglicol ("PTMEG") es básicamente un homopolímero, está compuesto de al menos un 80 % de unidades monoméricas de éter de politetrametilenglicol.

La frase "básicamente sin cambios" usada en el presente documento se refiere a tipos de gel o hidrogel que exhiben alrededor de la misma masa después de un ciclo de hidratación -deshidratación que antes de un ciclo de hidratación deshidratación .

Los materiales de gel o hidrogel anteriores se pueden seguir mezclando con otros materiales, como por ejemplo, polietileno o poliestireno para formar compuestos poliméricos con alta resistencia a la tracción y al impacto.

En el presente documento, se proporcionan geles e hidrogeles que se pueden usar en varias aplicaciones, como sistemas de retención de agua con fines agrícolas. Los geles e hidrogeles que se proporcionan en el presente documento se basan al menos en parte en la realización no esperada que la combinación de ciertos componentes, como se proporcionan en el presente documento, puede llevar a la formación de tipos de gel e hidrogel con propiedades idóneas para dichas aplicaciones, como altas capacidades de retención de agua. Por ejemplo, un gen que tiene ácido poliacrilico y éter de politetrametilenglicol es ecológico y no produce contaminación ambiental durante el uso prolongado. En algunas situaciones, dichos tipos de gel e hidrogel se forman fácilmente a temperaturas ambiente o cercanas a estas sin la aplicación de calor y, en algunos casos, sin la ayuda de un catalizador, minimizando los costos de procesamiento y, por último, las emisiones que puedan ocasionar calentamiento global .

En varias modalidades, las composiciones y los métodos se divulgan para producir tipos de gel sin la necesidad de catalizadores. En algunas modalidades, los tipos de gel se pueden producir a temperatura ambiente (es decir, a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C) , permitiendo ahorros en los costos de procesamiento. En otras modalidades, los geles no son considerablemente solubles en solventes orgánicos o en agua.

En algunas modalidades, dos materiales poliméricos forman un gel polimérico (también denominado "gel" en el presente documento) , el cual puede ser un material blando pero resistente. El gel puede tener una viscosidad al menos similar a la viscosidad del caucho o de materiales similares al caucho. En algunos casos, los geles pueden tener viscosidades mayores que aproximadamente 103 Pa-s, 104 Pa-s, 105 Pa-s, 106 Pa-s, 107 Pa-s, 108 Pa-s, 109 Pa-s, 1010 Pa-s, 1011 Pa-s o 1012 Pa-s. En una modalidad, el gel se puede producir a temperatura ambiente sin el uso de un catalizador y sin la producción de ningún subproducto.

En algunas modalidades, las composiciones y los métodos se divulgan para producir hidrogel. Los hidrogeles se pueden formar a partir de gel que se proporcionan en el presente documento, los que pueden incluir una sola cadena de un primer material polimérico, como PAA, que establece un puente de hidrógeno con una sola cadena de un segundo material polimérico, como PTMEG.

Al usar el gel polimérico anterior como el esqueleto, los hidrogeles hidrófilos se pueden formar mezclando ciertos monómeros hidrófilos con dos tipos de materiales poliméricos, como ácido poliacrilico (también "PAA" allí) y poliglicoles, y la polimerización de otros monómeros, como un grupo vinilico que contiene monómeros, in situ.

Los materiales de hidrogel anteriores se pueden mezclar con materiales como fertilizantes o tierra para proporcionar materiales mezclados con capacidades mejoradas de retención de agua .

Geles e hidrogeles En un aspecto de la invención, se proporciona un gel (también denominada "sustancia similar a un gel" en el presente documento) . En una modalidad, se proporciona un gel tridimensional ("3D").E1 gel tridimensional puede comprender dos o más materiales poliméricos. En algunos casos, un gel incluye dos o más materiales poliméricos que establecen puentes de hidrógeno entre ellos. Los materiales poliméricos pueden establecer puentes de hidrógeno entre ellos a través de una o más subunidades de los materiales poliméricos.

En algunas modalidades, un gel incluye 1 o más, 2 o más, 3 o más, 4 o más, 5 o más, 6 o más, 7 o más, 8 o más, 9 o más, o 10 o más tipos de materiales poliméricos que establecen puentes de hidrógeno entre ellos.

En algunos ejemplos, se proporciona un gel que tiene un primer material polimérico y un segundo material polimérico. En una modalidad, el primer material polimérico está reticulado con el segundo material polimérico. En otra modalidad, el primer material polimérico establece un puente de hidrógeno con el segundo material polimérico. En otra modalidad, el primer material polimérico está enlazado al segundo material polimérico exclusivamente a través de interacciones por puentes de hidrógeno. En otra modalidad, el primer material polimérico es ácido poliacrilico lineal ("PAA") y el segundo material polimérico es un poliglicol. En otra modalidad, el primer material polimérico es PAA y el segundo material polimérico es éter de politetrametilenglicol ("PTMEG") . En algunas modalidades, el gel incluye un tercer material polimérico. En una modalidad, el tercer material polimérico establece un puente de hidrógeno con el segundo material polimérico. En otra modalidad, el tercer material polimérico establece un puente de hidrógeno con el primer material polimérico. En otra modalidad, el tercer material polimérico establece un puente de hidrógeno con el primer y segundo material polimérico. En otra modalidad, el primer material polimérico es PAA, el segundo material polimérico es un poliglicol y el tercer material polimérico es poliacrilamida ( "PAM" ) . En otra modalidad, el primer material polimérico es PAA, el segundo material polimérico es PTMEG y el tercer material polimérico es PAM. En otra modalidad, el primer material polimérico es PAA, el segundo material polimérico es PTMEG y el tercer material polimérico es alcohol polivinilico . En otra modalidad, el tercer material polimérico establece un enlace covalente con el primer material polimérico.

En algunas modalidades, el PAA se puede obtener a partir de ácido poliacrilico reciclado, como el ácido poliacrilico que se extrae de pañales usados. En algunos casos, puede ser necesario realizar procesamientos adicionales para preparar el ácido poliacrilico reciclado para su uso con los tipos de gel e hidrogel que se proporcionan en el presente documento.

En una modalidad, un gel comprende ácido poliacrilico (o ácido poli (acrilico) ) , "PAA") y un poliglicol. En algunas modalidades, un gel comprende además el monómero de ácido acrilico. En algunas modalidades, un gel comprende un monómero que contiene vinilo (llamado también "material que contiene vinilo" en el presente documento) , incluidos acrilamida, ácido metilacrilico, alcohol vinilico, acetato vinilico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster, vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano . En algunas modalidades, un gel comprende un polímero que contiene vinilo (llamado también "material que contiene vinilo" en el presente documento) .Cuando un material que contiene vinilo es un ácido, un gel puede comprender una sal derivada del ácido. Por ejemplo, cuando el monómero es ácido acrilico, un gel puede comprender una sal de sodio o de potasio de ácido acrilico, o una sal de sodio o de potasio de ácido poliacrilico. En algunas modalidades, el material que contiene vinilo establece un enlace covalente con el ácido poliacrilico.

En una modalidad, un gel comprende ácido poli (acrílico) ("PAA") y uno o más poliglicoles, un poliglicol o más poliglicoles seleccionados de polietilenglicol (PEG) , éter de politetrametilenglicol (PTMEG) y éter de polipropilenglicol (PPG) .PPG, a la vez que entrega un gel polimérico de una alta suavidad deseada, rara vez se usa en aplicaciones para uso médico porque requiere un catalizador para reaccionar con isocianatos. En otra modalidad, un gel comprende PAA y PEG. En otra modalidad, un gel comprende PAA y PTMEG. En otra modalidad, un gel comprende PAA y PGG.

En una modalidad, un gel, incluido un hidrogel, comprende un primer material polimérico y un segundo material polimérico, este último teniendo subunidades -0-(CH2)n, donde "n" es un número mayor o igual que 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20. En otra modalidad, "n" es mayor o igual que 2. En otra modalidad, "n" es mayor o igual que 3. En otra modalidad, "n" es mayor o igual que 4. En dicho caso, el segundo material polimérico puede ser PTMEG. En otra modalidad, el gel puede incluir un tercer material polimérico. En otra modalidad, el gel puede incluir interacciones por puentes de hidrógeno entre materiales poliméricos.

En una modalidad, un gel comprende un primer material polimérico y un segundo material polimérico, este último teniendo subunidades -0- (CH2CH2 ) m, donde "m" es un número mayor o igual que 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20. En otra modalidad, "m" es mayor o igual que 2. En dicho caso, el segundo material polimérico puede ser PTMEG. En otra modalidad, "m" es mayor o igual gue 3. En otra modalidad, "m" es mayor o igual que 4. En un ejemplo, el primer material polimérico puede incluir un material polimérico que establece un enlace de hidrógeno con el segundo material polimérico. En algunas modalidades, el primer material polimérico puede incluir PAA. En otra modalidad, el gel puede incluir interacciones por puentes de hidrógeno entre materiales poliméricos.

En una modalidad, se puede formar una estructura de gel tridimensional mezclando ácido poliacrilico y un poliglicol, proporcionando un material en que los dos componentes interactúen solo a través de sus puentes de hidrógeno. En algunos casos, un gel se forma calentando una mezcla que tiene ácido poliacrilico y el poliglicol . Las propiedades del material mezclado son diferentes de los materiales de inicio. El ácido poliacrilico lineal es un polvo, y el poliglicol es un líquido viscoso a temperatura ambiente. En una modalidad, el material mezclado es un sólido similar al caucho (por ejemplo, con una viscosidad similar al caucho o materiales similares al caucho) .

En otra modalidad, no se puede disolver el material mezclado perceptiblemente en ningún solvente, ya sea orgánico o agua.

En una modalidad, un gel comprende ácido poliacrilico (PAA) y un poliglicol que tiene pesos moleculares promedio seleccionados para brindar las propiedades deseadas al gel. En otra modalidad, un gel comprende PAA y PTMEG que tiene pesos moleculares promedio seleccionados para brindar las propiedades deseadas al gel .

En algunas modalidades, un gel comprende PAA que tiene un peso molecular promedio (Mw) entre aproximadamente 1.800 y aproximadamente 4.000.000 (g/mol) . En una modalidad, un gel comprende un poliglicol que tiene un peso molecular promedio (Mw) mínimo aproximado de 250, un mínimo aproximado de 650, un mínimo aproximado de 1.000, un mínimo aproximado de 2.000 o un mínimo aproximado de 3.000.

En algunas modalidades, la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 1, de aproximadamente 1 a 2, de aproximadamente 1 a 3, de aproximadamente 1 a 6, de aproximadamente 1 a 10, de aproximadamente 1 a 20, de aproximadamente 2 a 1, de aproximadamente 3 a 1, de aproximadamente 4 a 1, de aproximadamente 5 a 1, de aproximadamente 6 a 1, de aproximadamente 10 a 1 o de aproximadamente 20 a 1, o más.

En algunas modalidades, se mezcla un gel que comprende un primer material polimérico y un segundo material polimérico con polietileno. En algunas modalidades, la mezcla de polietileno y un gel que comprende un primer material polimérico y un segundo material polimérico exhibe una resistencia al impacto mayor que la del polietileno por si solo. En algunas modalidades, la mezcla de polietileno y un gel que comprende un primer material polimérico y un segundo material polimérico exhibe una resistencia a la tracción mayor que la del polietileno por si solo .

Geles e hidrogeles ecológicos En un aspecto de la invención, se proporcionan geles e hidrogeles ecológicos. Los geles e hidrogeles ecológicos pueden ser no tóxicos y/o biodegradables. Los hidrogeles no tóxicos y biodegradables se pueden preparar usando un primer material polimérico, como un ácido poliacrilico, y un segundo material polimérico, como un poliglicol ecológico . Dichos hidrogeles no tóxicos y biodegradables pueden ser ecológicos (también llamados "hidrogeles ecológicos" en el presente documento) , ya que minimizan, si es que no eliminan, la producción de componentes peligrosos, minimizando, si es que no eliminando, el riesgo de, por ejemplo, que entren componentes peligrosos en los suministros de agua o se filtren en ellos. En algunas modalidades, el poliglicol ecológico es éter de politetrametilenglicol (PT EG) . En algunas modalidades, el primer material polimérico es básicamente un homopolimero . En algunas modalidades, el poliglicol ecológico es un homopolimero. En algunas modalidades, el primer material polimérico, como ácido poliacrilico, establece un enlace de hidrógeno con el poliglicol ecológico. En algunas modalidades, un poliglicol ecológico excluye el polietilenglicol .

En algunas modalidades, se mezcla un hidrogel ecológico con polietileno . Una mezcla de un hidrogel ecológico y polietileno puede exhibir una mayor resistencia al impacto que la del polietileno por si solo. En algunos casos, una mezcla de un hidrogel ecológico y polietileno puede exhibir una mayor resistencia a la tracción que la del polietileno por si solo.

En algunas modalidades, un hidrogel ecológico exhibe propiedades como las descritas para los geles e hidrogeles más adelante. En algunas modalidades, un hidrogel ecológico se puede seguir combinando con un polímero ecológico que no sea un poliglicol descrito más adelante, como celulosa. En algunas modalidades, un hidrogel ecológico se obtiene mediante los métodos que se describen más adelante. En algunas modalidades, un hidrogel ecológico tiene la composición descrita anteriormente. En algunas modalidades, se mezcla un hidrogel ecológico con un material como un fertilizante o tierra para brindar un material mezclado con alta capacidad de retención de agua.

Un hidrogel ecológico que comprende un poliglicol ecológico puede ser beneficioso en comparación con los hidrogeles que comprenden poliglicoles tóxicos en que puede haber una amplia gama de usos disponibles para los hidrogeles que no contienen materiales tóxicos. Por ejemplo, se puede usar un hidrogel ecológico en aplicaciones agrícolas o medicinales, o combinado con polímeros ecológicos para brindar una mezcla que sea compatible con los usos en la medicina y agricultura. Se describen más aplicaciones de hidrogeles ecológicos.

Métodos para formar gel e hidrogel En otro aspecto de la invención, se proporcionan métodos para formar gel (también denominadas "sustancias similares al gel" en el presente documento), incluidos geles tridimensionales ("3D") . En una modalidad, se usa un primer proceso para formar un primer material polimérico, y se usa un segundo proceso para formar un segundo material polimérico. El primer y segundo material polimérico se mezclan para formar un gel. Los materiales poliméricos se pueden mezclar en un recipiente de reacción o cámara, como por ejemplo, vaso de precipitados, cuba, tanque o tina. En algunos casos, el material polimérico se puede agregar al recipiente de reacción sin dejar de agitar.

En una modalidad, un método para formar un gel o sustancia similar a un gel incluye combinar un primer material polimérico y un segundo material polimérico para formar un gel que tenga el primer material polimérico enlazado al segundo material polimérico a través de puentes de hidrógeno entre subunidades del primer y segundo material polimérico.

En una modalidad, un gel se forma mezclando un primer material polimérico que tenga PAA con un segundo material polimérico que tenga un poliglicol (por ejemplo, PEG, PTMEG, PPG) a temperatura ambiente. En algunos casos, el segundo material polimérico excluye el polietilenglicol . En otra modalidad, un gel se forma mezclando un primer material polimérico que tenga PAA con un segundo material polimérico que tenga un poliglicol (por ejemplo, PEG, PTMEG, PPG) a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 35 °C, 15 °C y 30 °C, 20 °C y 30 °C, o 22 °C y 27 °C. En otra modalidad, un gel se forma mezclando un primer material polimérico que tenga PAA con un segundo material polimérico que tenga un poliglicol a una temperatura de aproximadamente 15,0 °C, 15,1 °C, 15,2 °C, 15,3 °C, 15,4 °C, 15,5 °C, 15,6 °C, 15,7 °C, 15,8 °C, 15,9 °C, 16,0 °C, 16,1 °C, 6,2 °c, 16, 3 °c, 16, 4 °c, 16, 5 °c, 16, 6 °c, 16,7 °c, 16, 8 °c, 16, 9 °c, 17, 0 °c, 17, 1 °c, 17,2 °c, 17,3 °c, 17, 4 °c, 17, 5 °c, 17, 6 °c, 17, 7 °c, 17, 8 °c, 17, 9 °c, 18, 0 °c, 18, 1 °c, 18,2 °c, 18,3 °c, 18, 4 °c, 18, 5 °c, 18,6 °c, 18,7 °c, 18, 8 °c, 18, 9 °c, 19, 0 °c, 19,1 °c, 19,2 °c, 19, 3 °c, 19, 4 °c, 19, 5 °c, 19, 6 °c, 19 7 °c, 19, 8 °c, 19, 9 °c, 20,0 °c, 20, 1 °c, 20,2 °c, 20, 3 °c, 20, 4 °c, 20, 5 °c, 20, 6 °c, 20, 7 °c, 20, 8 °c. 20, 9 °c, 21,0 °c, 21,1 °c, 21,2 °c, 21,3 °c, 21, 4 °c, 21, 5 °c, 21,6 °c, 21,7 °c, 21,8 °c, 21, 9 °c, 22, 0 °c, 22, 1 °c, 22,2 °c, 22, 3 °c, 22, 4 °c, 22, 5 °c, 22, 6 °c, 22,7 °c, 22, 8 °c, 22, 9 °c, 23, 0 °c, 23, 1 °c, 23,2 °c, 23, 3 °c, 23, 4 °c, 23, 5 °c, 23, 6 °c, 23,7 °c, 23,8 °c, 23,9 °c, 24,0 °c, 24,1 °c, 24,2 °c, 24,3 °c, 24,4 °c, 24,5 °c, 24, 6 °c, 24,7 °c, 24,8 °c, 24,9 °c, 25, 0 °c, 25, 1 °c, 25,2 °c, 25,3 °c, 25,4 °c, 25, 5 °c, 25, 6 °c, 25,7 °c, 25, 8 °c, 25, 9 °c, 26, 0 °c, 26, 1 °c, 26, 2 °c, 26, 3 °c, 26, 4 °c, 26, 5 °c, 26, 6 °c, 26,7 °c, 26, 8 °c, 26, 9 °c, 27,0 °c, 27,1 °c, 27, 2 °c, 27, 3 °c, 27, 4 °c, 27, 5 °c, 27, 6 °c, 27,7 °c, 27, 8 °c, 27, 9 °c, 28,0 °c, 28,1 °c, 28, 2 °c, 28, 3 °c, 28,4 °c, 28,5 °c, 28,6 °c, 28,7 °c, 28,8 °c, 28,9 °c, 29, 0 °c, 29, 1 °c, 29, 2 °c, 29, 3 °c, 29, 4 °c, 29, 5 °c, 29, 6 °c, 29, 7 °c, 29,8 °c, 29, 9 °c, 30, 0 °c, 31, 0 °c, 31, 1 °c, 31, 2 °c, 31, 3 °c, 31,4 °c, 31, 5 °c, 31,6 °c, 31,7 °c, 31, 8 °c, 31, 9 °c, 32, 0 °c, 32, 1 °c, 32, 2 °c, 32, 3 °c, 32, 4 °c, 32, 5 °c, 32, 6 °c, 32, 7 °c, 32, 8 °c, 32, 9 °c, 33, 0 °c, 33, 1 °c, 33,2 °c, 33.3 °c, 33, 4 °c, 33, 5 °c, 33, 6 °c, 33,7 °c, 33, 8 °c, 33,9 °C, 34,0 °C, 34,1 °C, 34,2 °C, 34,3 °C, 34,4 °C, 34,5 °C, 34,6 °C, 34,7 °C, 34,8 °C, 34,9 °C o 35,0 °C.

En una modalidad, un gel se forma mezclando un primer material polimérico que tenga PAA con un segundo material polimérico que tenga uno o más PEG, PT EG y PPG a temperatura ambiente. En algunos casos, el segundo material polimérico excluye- el polietilenglicol . En otra modalidad, un gel se forma mezclando un primer material polimérico que tenga PAA con un segundo material polimérico que tenga un poliglicol (por ejemplo, PEG, PTMEG, PPG) a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 35 °C, 15 °C y 30 °C, 20 °C y 30 °C, o 22 °C y 27 °C. En otra modalidad, un gel se forma mezclando un primer material polimérico que tenga PAA con un segundo material polimérico que tenga uno o más entre PEG, PTMEG y PPG a una temperatura de aproximadamente : 15,0 °C , 15,1 °c, 15,2 °c, 15,3 °c, 15, 4 °c, 15, 5 °c, 15, 6 °c, 15, 7 °c, 15,8 °c, 15, 9 °c, 16, 0 °c, 16, 1 °c, 16,2 °c, 16, 3 °c, 16, 4 °c, 16, 5 °c, 16, 6 °c, 16,7 °c, 16,8 °c, 16, 9 °c, 17, 0 °c, 17, 1 °c, 17,2 °c, 17, 3 °c, 17,4 °c, 17,5 °c, 17, 6 °c, 17, 7 °c, 17, 8 °c, 17, 9 °c, 18, 0 °c, 18, 1 °c, 18,2 °c, 18,3 °c, 18, 4 °c, 18,5 °c, 18, 6 °c, 18, 7 °c, 18, 8 °c, 18,9 °c, 19 0 °c, 19, 1 °c, 19, 2 °c, 19, 3 °c, 19, 4 °c, 19,5 °c, 19, 6 °c, 19 7 °c, 19, 8 °c, 19, 9 °c, 20,0 °c, 20, 1 °c, 20,2 °c, 20,3 °c, 20, 4 °c, 20, 5 °c, 20, 6 °c, 20,7 °c, 20,8 °c, 20, 9 °c, 21,0 °c, 21,1 °c, 21, 2 °c, 21, 3 °c, 21,4 °c, 21,5 °c, 21, 6 °c, 21,7 °c, 1,8 °c, 21, 9 °c, 22, 0 °c, 22, 1 °c, 22, 2 °c, 22,3 °c, 22, 4 °c, 2,5 °c, 22, 6 °c, 22, 7 °c, 22,8 °c, 22, 9 °c, 23,0 °c, 23, 1 °c, 3,2 °c, 23, 3 °c, 23, 4 °c, 23, 5 °c, 23, 6 °c, 23,7 °c, 23, 8 °c, 3, 9 °c, 24, 0 °c, 24, 1 °c, 24,2 °c, 24,3 °c, 24,4 °c, 24,5 °c, 4, 6 °c, 24, 7 °c, 24, 8 °c, 24,9 °c, 25,0 °c, 25,1 °c, 25,2 °c, 5, 3 °c, 25, 4 °c, 25, 5 °c, 25, 6 °c, 25, 7 °c, 25,8 °c, 25, 9 °c, 6, 0 °c, 26, 1 °c, 26, 2 °c, 26, 3 °c. 26, 4 °c, 26, 5 °c, 26, 6 °c, 6,7 °c, 26, 8 °c, 26, 9 °c, 27, 0 °c, 27,1 °c, 27,2 °c, 27, 3 °c, 7, 4 °c, 27, 5 °c, 27, 6 °c, 27, 7 °c, 27,8 °c, 27, 9 °c, 28,0 °c, 8,1 °c, 28,2 °c, 28, 3 °c, 28,4 °c, 28,5 °c, 28, 6 °c, 28,7 °c, 8,8 °c, 28, 9 °c, 29, 0 °c, 29, 1 °c, 29,2 °c, 29, 3 °c, 29, 4 °c, 9,5 °c, 29, 6 °c, 29, 7 °c, 29, 8 °c, 29, 9 °c, 30,0 °c, 31,0 °c, 31, 1 °c, 31,2 °c, 31,3 °c, 31, 4 °c, 31, 5 °c, 31, 6 °c, 31,7 °c, 31,8 °c, 31, 9 °c, 32, 0 °c, 32, 1 °c, 32, 2 °c, 32, 3 °c, 32, 4 °c, 32, 5 °c, 32, 6 °c, 32,7 °c, 32, 8 °c, 32, 9 °c, 33, 0 °c, 33, 1 °c, 33,2 °c, 33, 3 °c, 33, 4 °c, 33, 5 °c, 33, 6 °c, 33, 7 °c, 33, 8 °c, 33, 9 °c, 34, 0 °c, 34, 1 °c, 34,2 °c, 34, 3 °c, 34,4 °c, 34, 5 °c, 34, 6 °c, 34, 7 °c, 34, 8 °c, 34, 9 °C o 35, 0 °c. En otra modalidad, un gel se forma mezclando un primer material polimérico que tenga PAA con un segundo material polimérico que tenga uno o más entre PEG, PTMEG y PPG a temperatura entre aproximadamente 25 °C y aproximadamente 30 °C.

En una modalidad, una sustancia similar a un gel se forma mezclando ácido poliacrilico ("PAA") y politetrametilenglicol ("PTMEG") , también conocido como éter de politetrametilenglicol . El PTMEG se puede usar para formar poliuretanos y otros materiales poliméricos (también "polímeros" en el presente documento) que haya sido aprobado para uso médico y dental, entre otros. En otra modalidad, una sustancia similar a un gel se forma al combinar un polvo de ácido poliacrílico (PAA) y una solución viscosa de poliglicol para formar una mezcla y agitando continuamente la mezcla a temperatura ambiente. En una modalidad, el PAA y poliglicol se pueden combinar a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 35 °C, o 20 °C y 30 °C para formar un gel sin el uso de un catalizador (por ejemplo, catalizador heterogéneo u homogéneo) . En una modalidad, Un gel se forma sin el uso de un catalizador heterogéneo. En otra modalidad, un gel se forma sin el uso de un catalizador homogéneo .

En una modalidad, un gel se forma mezclando PAA con un poliglicol a una proporción (por peso) de aproximadamente 0,1 a 1, 0,2 a 1, 0,3 a 1, 0,4 a 1, 0,5 a 1, 0,6 a 1, 0,7 a 1, 0,8 a 1, 0,9 a l, 1 a 1, 1,1 a 1, 1,2 a 1, 1,3 a 1, 1,4 a 1, 1,5 a 1, 1,6 a 1, 1,7 a 1, 1,8 a 1, 1,9 a 1 o 2 a 1. En otra modalidad, un gel se forma mezclando PAA con un poliglicol a una proporción de aproximadamente 0,1 a 1, 0,11 a 1, 0,12 a 1, 0,13 a 1, 0,14 a 1, 0,15 a 1, 0,16 a 1, 0,17 a 1, 0,18 a 1, 0,19 a 1, 0,2 a 1, 0,21 a 1, 0,22 a 1, 0,23 a 1, 0,24 a 1, 0,25 a 1, 0,26 a 1, 0,27 a 1, 0,28 a 1, 0,29 a 1, 0,3 a 1, 0,31 a 1, 0,32 a 1, 0,33 a 1, 0,34 a 1, 0,35 a 1, 0,36 a 1, 0,37 a 1, 0,38 a 1, 0,39 a 1, 0,4 a 1, 0,41 a 1, 0,42 a 1, 0,43 a 1, 0,44 a 1, 0,45 a 1, 0,46 a 1, 0.47 a 1, 0,48 a 1, 0,49 a l o 0,5 a 1.

En una modalidad, un gel se forma mezclando PAA con PTMEG (también "PTMG" en el presente documento) a una proporción (por peso) de aproximadamente 0,1 a 1, 0,2 a 1, 0,3 a 1, 0,4 a 1, 0,5 a 1, 0,6 a 1, 0,7 a 1, 0,8 a 1, 0,9 a l, 1 a 1, 1,1 a 1, 1,2 a 1, 1,3 a 1, 1,4 a 1, 1,5 a 1, 1,6 a 1, 1,7 a 1, 1,8 a 1, 1,9 a 1 o 2 a 1. En otra modalidad, un gel se forma mezclando PAA con PTMEG a una proporción (por peso ) de aproximadamente 0,1 a 1, 0,11 a 1, 0,12 a 1, 0,13 a 1, 0,14 a 1, 0,15 a 1, 0,16 a 1, 0,17 a 1, 0,18 a 1, 0,19 a 1, 0,2 a 1, 0,21 a 1, 0,22 a 1, 0,23 a 1, 0,24 a 1, 0,25 a 1, 0,26 a 1, 0,27 a 1, 0,28 a 1, 0,29 a 1, 0,3 a 1, 0,31 a 1, 0,32 a 1, 0,33 a 1, 0,34 a 1, 0,35 a 1, 0,36 a 1, 0,37 a 1, 0,38 a 1, 0,39 a 1, 0,4 a 1, 0,41 a 1, 0,42 a 1, 0,43 a 1, 0,44 a 1, 0,45 a 1, 0,46 a 1, 0,47 a 1, 0,48 a 1, 0,49 a 1 o 0,5 a 1. En otra modalidad, un gel se forma mezclando PAA con PTMEG (también "PTMG" en el presente documento) a una proporción (por peso) de aproximadamente 1 a 3 (PAA a PTMEG) .

En una modalidad, luego de mezclar PAA y un poliglicol, se forma un gel que tenga reticulaciones entre los segmentos específicos de PAA y poliglicol del gel, es decir, reticulaciones entre el polímero de PAA y el polímero de poliglicol del gel. La formación de reticulaciones puede depender de la formación de puentes de hidrógeno entre el grupo COOH del ácido poliacrílico y el grupo -0-R-O- del poliglicol. En una modalidad, la formación de reticulaciones puede depender de la formación de puentes de hidrógeno entre el grupo COOH del PAA y el grupo -0-R-0- del PT EG.

En algunos casos, con el uso de PTMEG se pueden formar materiales en bloque (por ejemplo, materiales en bloque duros o suaves), películas y partículas con altas resistencias a la tracción y a la compresión. En otra modalidad, un material combinado formado a partir de un ácido poliacrílico y politetrametilenglicol también se puede preparar a partir de un sistema de solvente orgánico o de un sistema acuoso, o de ambos. Consulte los ejemplos 5 y 6.

Con referencia la FIG. 1, se ilustra un gel tridimensional ("3D") formado en un molde, de acuerdo con una modalidad de la invención. En otra modalidad, un gel se puede formar mezclando PAA y un poliglicol, como PTMEG, o dejando que la mezcla fragüe en un molde (o caja) sin importar su forma y tamaño, ya sea circular, triangular, cuadrada, rectangular, pentagonal, hexagonal, heptagonal o nonagonal. En algunos casos, la mezcla se deja fraguar durante un mínimo aproximado de 1 segundo, un mínimo aproximado de 2 segundos, un mínimo aproximado de 5 segundos, un mínimo aproximado de 10 segundos, un mínimo aproximado de 20 segundos, un mínimo aproximado de 30 segundos, un mínimo aproximado de 40 segundos, un mínimo aproximado de 50 segundos, un mínimo aproximado de 1 minuto, un mínimo aproximado de 10 minutos, un mínimo aproximado de 30 minutos, un mínimo aproximado de 50 minutos, un mínimo aproximado de 1 hora, un mínimo aproximado de 5 horas, un mínimo aproximado de 24 horas, un mínimo aproximado de 2 días, un mínimo aproximado de 10 días, un mínimo aproximado de 20 días o un mínimo aproximado de un mes, o más.

En una modalidad, un gel se forma a temperatura ambiente (por ejemplo, entre aproximadamente 15 °C y 35 °C, o entre aproximadamente 20 °C y 30 °C) sin agregar calor a una mezcla de componentes del gel. En otra modalidad, un gel se forma mezclando PAA y un poliglicol a temperatura ambiente sin agregar calor a la mezcla. En otra modalidad, un gel se forma mezclando PAA y PTMEG a temperatura ambiente sin agregar calor a la mezcla. Esto puede significar beneficiosos ahorros en los costos de proc.

En una modalidad, un gel se forma a presión atmosférica o a una cercana a esta. En otra modalidad, un gel se forma mezclando PAA y un poliglicol a presión atmosférica o a una cercana a esta. En otra modalidad, un gel se forma mezclando ??? y PTMEG a presión atmosférica o a una cercana a esta. Esto puede descartar beneficiosamente el uso de equipo de alta presión, como cámaras de presión, compresores y bombas, promoviendo ahorros en los costos de procesamiento. En una modalidad alternativa, un gel se forma mezclando PAA y un poliglicol bajo condiciones de vacío. En otra modalidad, el gel se forma mezclando PAA y PTMEG en condiciones de vacío.

En una modalidad, a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 35 °C, o 20 °C y 30 °C, y presión atmosférica o cercana a esta, el PAA puede ser un polvo cristalino y el PTMEG puede ser un material viscoso, como cera blanda (la cual se puede transformar en un líquido de flujo libre bajo calor suave) .

En una modalidad, un gel se puede formar mezclando PAA y PTMEG a una proporción por peso de aproximadamente 1 a 3 (PAA a PTMEG) . En otra modalidad, se puede agregar PAA (por ejemplo, polvo de PAA) a PTMEG sin dejar de agitar continuamente la mezcla resultante. La mezcla resultante se puede agitar de forma manual o con la ayuda de un mezclador eléctrico, como por ejemplo, un agitador. En una modalidad, el proceso de mezcla puede continuar hasta que el PAA se haya mezclado completamente en la mezcla y sea cada vez más difícil agitar. Esto puede ocurrir debido a un aumento en la viscosidad de la mezcla de PAA y PTMEG. En una modalidad, un aumento en la viscosidad de la mezcla acompaña a un proceso de gelación luego de mezclar PAA y un poliglicol, como por ejemplo, PTMEG.

En una modalidad, un gel se forma mezclando ??? con un poliglicol y agitando la mezcla durante un periodo entre aproximadamente 5 minutos y 40 minutos, entre aproximadamente 10 minutos y 30 minutos, o entre aproximadamente 15 minutos y 20 minutos. En otra modalidad, un gel se forma mezclando PAA con PTMEG (también "PTMG" en el presente documento) y agitando la mezcla durante un periodo entre aproximadamente 5 minutos y 40 minutos, entre aproximadamente 10 minutos y 30 minutos, o entre aproximadamente 15 minutos y 20 minutos.

Un hidrogel se puede formar mezclando un primer material polimérico, un segundo material polimérico y un tercer material a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C, y calentando la mezcla hasta una temperatura entre aproximadamente 50 °C y 100 °C, entre aproximadamente 55 °C y 70 °C, o entre aproximadamente 58 °C y 62 °C. En algunos casos, un hidrogel se forma mezclando un primer material polimérico, un segundo material polimérico y un tercer material a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C, y calentando la mezcla hasta una temperatura de aproximadamente 55 °C, 55 °C, 57 °C, 58 °C, 59 °C, 60 °C, 61 °C, 62 °C, 63 °C, 64 °C o 65 °C. El primer material polimérico puede incluir PAA, el segundo material polimérico puede incluir PTMEG y el tercer material puede incluir acrilamida (AAm) . En una modalidad, formar la mezcla a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C induce la formación de puentes de hidrógeno entre el primer material polimérico (por ejemplo, PAA) y el segundo material polimérico (por ejemplo, PTMEG) .

En otra modalidad, un hidrogel se forma mezclando un primer material polimérico, un segundo material polimérico y un material que tenga una funcionalidad de vinilo a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C, y calentando la mezcla hasta una temperatura de aproximadamente 55 °C, 55 °C, 57 °C, 58 °C, 59 °C, 60 °C, 61 °C, 62 °C, 63 °C, 64 °C o 65 °C. El primer material polimérico puede incluir PAA, el segundo material polimérico puede incluir PTMEG y el monómero puede incluir un material que tenga acrilamida (AAm) . En algunos ejemplos, un material que tiene una funcionalidad de vinilo (llamado también "material que contiene vinilo" en el presente documento) es ácido acrilico, ácido metilacrilico, alcohol vinilico, acetato vinilico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster , vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano . En algunas modalidades, un material que tiene una funcionalidad de vinilo puede ser un polímero que contenga vinilo (llamado también "material que contiene vinilo" en el presente documento) . Cuando un monómero o polímero que contiene vinilo es un ácido, un gel puede comprender un derivado de sal del ácido. Por ejemplo, cuando el monómero es ácido acrílico, un a gel puede comprender una sal de sodio o de potasio de ácido acrílico, o una sal de sodio o de potasio de ácido poliacrílico. En algunas modalidades, el material que contiene vinilo establece un enlace covalente con el ácido poliacrílico .

En algunas modalidades, un hidrogel se forma combinando un primer material polimérico y un segundo material polimérico, donde uno o más entre el primer y segundo material polimérico tienen uno o más segmentos hidrófilos específicos (o subgrupos) . En una modalidad, el segundo material polimérico puede incluir subunidades de -0-(CH2)n, donde "n" es un número mayor o igual que 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20. En otra modalidad, el segundo material polimérico puede incluir subunidades de -O- (CH2CH2 ) m, donde "m" es un número mayor o igual que 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20 (vea arriba). Uno o más entre el primer y segundo material polimérico se pueden unir mediante interacciones por puentes de hidrógeno, entre el primer y segundo material polimérico, entre el primer material polimérico o el segundo material polimérico, o ambos. En una modalidad, el primer y tercer material polimérico se pueden unir mediante interacciones por puentes de hidrógeno. En otra modalidad, el primer material polimérico puede establecer un enlace de hidrógeno con otro primer material polimérico. En otra modalidad, uno o más entre el primer y segundo material polimérico se pueden unir mediante reticulaciones (o interacciones de reticulación) , como enlaces iónicos o covalentes. En una modalidad, el primer material polimérico es PAA o una sal de derivado de PAA y el segundo material polimérico es un poliglicol (por ejemplo, PTMEG o una sal o derivado de PTMEG) . En otra modalidad, el primer material polimérico es PAA o una sal de derivado de PAA y el segundo material polimérico es PTMEG o una sal o derivado de PTMEG. En otra modalidad, el primer material polimérico es PAA o una sal o derivado de PAA y el segundo material polimérico es PAM o una sal o derivado de PAM. En otra modalidad, el primer material polimérico es un poliglicol (por ejemplo, PTMEG o una sal o derivado de PTMEG) y el segundo material polimérico es PAM o una sal o derivado de PAM. En otra modalidad, el primer material polimérico es PTMEG o una sal o derivado de PTMEG y el segundo material polimérico es PAM o una sal o derivado de PAM.

En algunos ejemplos, un hidrogel se forma combinando un primer material polimérico, segundo material polimérico y tercer material polimérico, donde uno o más entre el primer, segundo y tercer material polimérico tienen uno o más segmentos hidrófilos específicos (o subgrupos) . En una modalidad, el primer material polimérico puede incluir PAA. El segundo material polimérico puede incluir subunidades de -0-(CH2)n, donde "n" es un número mayor o igual que 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20. En algunos casos, "n" es un número mayor o igual que 3, mayor o igual que 4, o mayor o igual que 5. El segundo material polimérico puede incluir subunidades de -0- (CH2CH2)m, donde "m" es un número mayor o igual que 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20 (vea arriba) . En algunos casos, "m" es un número mayor o igual que 2, mayor o igual que 3, o mayor o igual que 4. Dos o más entre el primer, segundo y tercer material polimérico pueden unirse mediante interacciones por puentes de hidrógeno. En un ejemplo, el primer y tercer material polimérico se pueden unir mediante interacciones por puentes de hidrógeno. En otro ejemplo, el primer y segundo material polimérico se pueden unir mediante interacciones por puentes de hidrógeno. En otro ejemplo, el segundo y tercer material polimérico se pueden unir mediante interacciones por puentes de hidrógeno. En otro ejemplo, el primer, segundo y tercer material polimérico se pueden unir mediante interacciones por puentes de hidrógeno. En otro ejemplo, el primer, segundo o tercer material polimérico pueden establecer un enlace de hidrógeno con el otro primer, segundo o tercer material polimérico, respectivamente. En otro ejemplo, uno o más entre el primer, segundo y tercer material polimérico se pueden unir mediante reticulaciones (o interacciones de reticulación), como enlaces iónicos o covalentes. En una modalidad, el primer material polimérico es PAA o una sal de derivado de PAA, el segundo material polimérico es un poliglicol (por ejemplo, PTMEG o una sal o derivado de PTMEG) y el tercer material polimérico es PAM o una sal o derivado de PAM. En otra modalidad, el primer material polimérico es PAA o una sal de derivado de PAA, el segundo material polimérico es PTMEG o una sal o derivado de PTMEG y el tercer material polimérico es PAM o una sal o derivado de PAM.

En algunas modalidades, un hidrogel se forma combinando PAA, PTMEG (o PEG) y PAM para formar una mezcla (o combinación) . En una modalidad, la mezcla se calienta durante la preparación de la misma, después de formarla, o ambas. En algunos casos, la mezcla no se calienta. En otros casos, la mezcla se prepara a una temperatura entre aproximadamente 10 °C y 100 °C, o entre aproximadamente 15 °C y 80 °C, o 20 °C y 50 °C.

En modalidades alternativas, los hidrogeles no tóxicos y biodegradables se pueden preparar usando ácido acrilico más polímeros ecológicos. Dichos hidrogeles no tóxicos y biodegradables pueden ser ecológicos (también llamados "hidrogeles ecológicos" en el presente documento) , ya que minimizan, si es que no eliminan, la producción de componentes peligrosos, minimizando, si es que no eliminando, el riesgo de, por ejemplo, que entren componentes peligrosos en los suministros de agua o se filtren en ellos.

En una modalidad, un hidrogel se puede formar combinando gel formados mediante métodos descritos en el presente documento con un polímero ecológico, como un polímero que se encuentran en la naturaleza, incluidos los polímeros que se puedan extraer de sustancias que se encuentran naturalmente en la naturaleza. Los polímeros naturales pueden incluir una o más celulosas (por ejemplo, carboximetil celulosa) , gelatina y arcilla. En otra modalidad, un hidrogel se puede formar combinando PAA, un poliglicol (por ejemplo, PTMEG) y uno o más polímeros naturales en lugar de un polímero que contenga acrilamida (por ejemplo, PAM) . En otra modalidad, un hidrogel se puede formar combinando PAA, un poliglicol (por ejemplo, PTMEG), un polímero que contenga acrilamida (por ejemplo, PAM) , y uno o más polímeros naturales, como una o más celulosas o materia que contenga celulosa (por ejemplo, carboximetil celulosa) , arcilla y gelatina. En una modalidad, un polímero natural puede incluir una celulosa o un derivado o una celulosa, como carboximetil celulosa. En otra modalidad, un polímero natural puede incluir arcilla. En otra modalidad, un polímero natural puede incluir gelatina. En otra modalidad, un polímero natural puede incluir una o más entre una celulosa, arcilla y gelatina. En algunas modalidades, un polímero natural puede incluir cualquier sustancia que no se descomponga bajo condiciones ambientales o que esté configurada para que, al descomponerse, produzca una sustancia que no genere daños al medioambiente ni de otro tipo (por ejemplo, que no sea tóxica para los animales) . En una modalidad, un hidrogel se forma combinando PAA, un poliglicol (por ejemplo, PTMEG) y uno o más polímeros ecológicos, o subunidades (incluidos los monómeros) del mencionado uno o más polímeros ecológicos.

En una modalidad, un hidrogel se puede formar combinando PAA, PTMEG y una celulosa, como por ejemplo, carboximetil celulosa. En otra modalidad, un hidrogel se puede formar combinando PAA, PTMEG y gelatina. En otra modalidad, un hidrogel se puede formar combinando PAA, PTMEG y arcilla. En otra modalidad, un hidrogel se puede formar combinando PAA, PTMEG y una o más celulosas (por ejemplo, carboximetil celulosa), gelatina y arcilla.

En algunas modalidades, un poliglicol es un poliglicol ecológico, como PTMEG. El poliglicol ecológico se puede combinar con, por ejemplo, PAA para formar un hidrogel ecológico.

En algunas modalidades, se proporciona un hidrogel que comprende PAA, un poliglicol y alcohol polivinilico (PVA) . El PVA se puede usar en lugar de un polímero que contenga acrilamida (por ejemplo, PAM) . En una modalidad, se proporciona un hidrogel que comprenda PAA, un poliglicol (por ejemplo, PTMEG) , PVA, arcilla y una celulosa (por ejemplo, carboximetil celulosa) . En dichos casos, el PAA puede establece un enlace de hidrógeno con el poliglicol, como se describe anteriormente.

En algunos ejemplos, un hidrogel se puede formar combinando PAA, un poliglicol (por ejemplo, PTMEG) y monómeros de acrilamida para formar una mezcla, y calentando dicha mezcla para formar el hidrogel. En dicho caso, calentar la mezcla hace que los monómeros de acrilamida se polimericen. En otros ejemplos, un hidrogel se puede formar combinando PAA, un poliglicol (por ejemplo, PTMEG) y un polímero ecológico o subunidad de polímero (o monómero) para formar una mezcla, y calentando dicha mezcla. En algunos casos, calentar la mezcla polimeriza las subunidades de polímero ecológico o natural (o monómeros) .

Propiedades de los geles e hidrogeles Los geles e hidrogeles formados de acuerdo con los métodos descritos en el presente documento pueden tener propiedades del material, como temperatura de transición vitrea, viscosidad, dureza, conductividad y resistencia a la tracción, idóneos para varios usos y aplicaciones, como aplicaciones o fines agrícolas.

En una modalidad, un gel o hidrogel que tiene PAA y un poliglicol tiene una textura similar al caucho (caucho suave o resistente) a una temperatura entre aproximadamente 10 °C y 40 °C, o 15 °C y 30 °C. En otra modalidad, mezclar PAA y PTMEG produce un gel o hidrogel que tenga propiedades que pueden ser diferentes de las propiedades de los componentes de PAA y PTMEG. En un ejemplo, con referencia a la FIG. 8, un gel formado a partir de PAA y PTMEG muestra una temperatura de transición vitrea, o punto de fusión (Tm) de 74 °C, lo que difiere de la Tm a 123 °C del PAA por sí solo o la Tm de 13 °C del PTMEG por sí solo, según lo indicado por calorimetría de barrido diferencial (DSC) . En otra modalidad, un gel formado a partir de PAA y PTMEG no exhibe una estructura cristalina; puede ser amorfa.

En una modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y un poliglicol pueden tener resistencia a la compresión mínima aproximada de 100 g/cm2, o un mínimo aproximado de 500 g/cm2, un mínimo aproximado de 1.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 2.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 3.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 4.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 5.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 6.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 7.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 8.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 9.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 10.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 15.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 20.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 40.000 g/cm2, un mínimo aproximado de 100.000 g/cm2 o un mínimo aproximado de 200.000 g/cm2. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y PTMEG pueden tener resistencia a la compresión mínima aproximada de 100 g/cm2, una mínima aproximada de 500 g/cm2, una mínima aproximada de 1.000 g/cm2, una mínima aproximada de 2.000 g/cm2, una mínima aproximada de 3.000 g/cm2, una mínima aproximada de 4.000 g/cm2, una mínima aproximada de 5.000 g/cm2, una mínima aproximada de 6.000 g/cm2, una mínima aproximada de 7.000 g/cm2, una mínima aproximada de 8.000 g/cm2, una mínima aproximada de 9.000 g/cm2 o una mínima aproximada de 10.000 g/cm2. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y un poliglicol pueden tener una resistencia a la compresión mínima aproximada de 1.000 g/cm2, 2.000 g/cm2, 3.000 g/cm2, 4.000 g/cm2, 5.000 g/cm2, 6.000 g/cm2, 7.000 g/cm2 u 8.000 g/cm2 sin fallas. La resistencia a la compresión se puede evaluar conforme a las mediciones de tensión-deformación. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y un poliglicol puede tener una-resistencia a la compresión entre aproximadamente 100 g/cm2 y 9.000 g/cm2. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y PTMEG puede tener una resistencia a la compresión entre aproximadamente 100 g/cm2 y 9.000 g/cm2.

En una modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y un poliglicol pueden tener resistencia a la tracción mínima aproximada de 100 g/cm2, una mínima aproximada de 500 g/cm2, una mínima aproximada de 1.000 g/cm2, una mínima aproximada de 2.000 g/cm2, una mínima aproximada de 3.000 g/cm2, una mínima aproximada de 4.000 g/cm2, una mínima aproximada de 5.000 g/cm2, una mínima aproximada de 6.000 g/cm2, una mínima aproximada de 7.000 g/cm2, una mínima aproximada de 8.000 g/cm2, una mínima aproximada de 9.000 g/cm2, una mínima aproximada de 10.000 g/cm2, una mínima aproximada de 15.000 g/cm2, una mínima aproximada de 20.000 g/cm2, una mínima aproximada de 40.000 g/cm2, una mínima aproximada de 100.000 g/cm2 o una mínima aproximada de 200.000 g/cm2. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y PTMEG pueden tener resistencia a la tracción mínima aproximada de 100 g/cm2, una mínima aproximada de 500 g/cm2, una mínima aproximada de 1.000 g/cm2, una mínima aproximada de 2.000 g/cm2, una mínima aproximada de 3.000 g/cm2, una mínima aproximada de 4.000 g/cm2, una mínima aproximada de 5.000 g/cm2, una mínima aproximada de 6.000 g/cm2, una mínima aproximada de 7.000 g/cm2, una mínima aproximada de 8.000 g/cm2, una mínima aproximada de 9.000 g/cm2 o una mínima aproximada de 10.000 g/cm2. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y un poliglicol pueden tener una resistencia a la tracción mínima aproximada de 1.000 g/cm2, 2.000 g/cm2, 3.000 g/cm2, 4.000 g/cm2, 5.000 g/cm2, 6.000 g/cm2, 7.000 g/cm2 u 8.000 g/cm2 sin fallas. La resistencia a la tracción se puede evaluar conforme a las mediciones de tensión-deformación. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y un poliglicol puede tener una resistencia a la tracción entre aproximadamente 100 g/cm2 y 9.000 g/cm2. En otra modalidad, un gel o hidrogel formado de PAA y PTMEG puede tener una resistencia a la tracción entre aproximadamente 100 g/cm2 y 9.000 g/cm2.

Durante periodos lo suficientemente prolongados, se puede detectar el refuerzo del gel polimérico. Este proceso de envejecimiento puede llevar a curvas de tensión-deformación en compresión que igualan la curva de tensión-deformación original, pero levemente superiores (y creciendo más con el tiempo) .

Un gel o hidrogel que tiene PAA y un poliglicol puede comprender puentes de hidrógeno entre el PAA y poliglicol. En algunos casos, un gel que tiene PAA y un poliglicol comprende enlaces covalentes entre el PAA y el poliglicol. En otros casos, un gel o hidrogel que tiene PAA y un poliglicol comprende enlaces iónicos entre el PAA y el poliglicol. Un gel o hidrogel que tiene PAA y un poliglicol puede comprender uno o más puentes de hidrógeno, enlaces covalentes e iónicos entre el PAA y En una modalidad, un gel o hidrogel que tiene PAA y PTMEG comprende puentes de hidrógeno entre el PAA y PTMEG. En algunos casos, un gel o hidrogel que tiene PAA y PTMEG comprende enlaces covalentes entre el PAA y PTMEG. En otros casos, un gel o hidrogel que tiene PAA y PTMEG comprende enlaces iónicos entre el PAA y PTMEG. Un gel o hidrogel que tiene PAA y PTMEG puede comprender uno o más puentes de hidrógeno, enlaces covalentes e iónicos entre el PAA y PTMEG.

En una modalidad, un gel o hidrogel que comprende PAA y un poliglicol incluye una red tridimensional de puentes de hidrógeno entre el PAA y el poliglicol. En otra modalidad, un gel o hidrogel que comprende PAA y PTMEG incluye una red tridimensional de puentes de hidrógeno entre el PAA y el PTMEG.

Con referencia a la FIG. 2, se muestra un modelo que ilustra un gel con enlaces de hidrógeno entre el PAA y el PTMEG de acuerdo con una de las modalidades de la invención. Los átomos de oxigeno e hidrógeno se indican en la figura. Los átomos de carbono se encuentran en las intersecciones de lineas no paralelas (enlaces).

En una modalidad, se proporciona un gel para su uso con hidrogeles. Un hidrogel puede presentar una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) mínima aproximada de 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 100 %, 150 %, 200 %, 250 %, 300 %, 350 %, 400 %, 450 %, 500 %, 550 %, 600 %, 650 %, 700 %, 750 %, 800 %, 850 %, 900 %, 950 %, 1000 % o más del peso del hidrogel. En algunos casos, se proporciona un hidrogel que comprende PAA y PTMEG con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) mínima aproximada de 10 %, 20 %, 30 40 %, 50 %, 60 70 %, 80 %, 90 100 ° / 150 % , 200 %, 250 * / 300 %, 350 400 450 %, 500 550 600 % , 650 %, 700 750 %, 800 850 900 %, 950 1000 o más del peso del hidrogel. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende PAA, PTMEG o poliacrilamida ("PAM") con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) mínima aproximada de 10 %, 20 % , 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 100 %, 150 %, 200 %, 250 %, 300 % , 350 %, 400 %, 450 íi, 500 %, 550 %, 600 %, 650 %, 700 %, 750 % , 800 %, 850 %, 900 \ 950 %, 1000 % o más del peso del hidrogel .

En una modalidad, se proporciona un hidrogel con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) máxima aproximada de 10 %, 20 % 30 % 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 100 ¾fc, 150 200 %, 250 %, 300 %, 350 %, 400 %, 450 % , 500 %, 550 ¾ 5, 600 650 %, 700 %, 750 %, 800 %, 850 %, 900 %, 950 %, 1000 % o más del peso del hidrogel. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende PAA y PTMEG con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) máxima aproximada de 10 %, 20 %, 30 %, 40 , 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 100 %, 150 %, 200 %, 250 %, 300 %, 350 %, 400 %, 450 %, 500 %, 550 %, 600 %, 650 %, 700 %, 750 %, 800 %, 850 %, 900 %, 950 %, 1000 % o más del peso del hidrogel. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende PAA, PTMEG y poliacrilamida ("PAM") con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) máxima aproximada de 10 %, 20 %, 30 o. 40 % , 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 100 %, 150 o Q. o , 200 %, 250 "o / 300 %, 350 %, 400 %, 450 %, 500 %, 550 %, 600 650 %, 700 0 f 750 %, 800 %, 850 %, 900 %, 950 %, 1000 % o más del peso del hidrogel.

En un ejemplo, se proporciona un gel para su uso con hidrogeles. En una modalidad, se proporciona un hidrogel con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) máxima aproximada de 10 veces, 20 veces, 30 veces, 40 veces, 50 veces, 60 veces, 70 veces, 80 veces, 90 veces, 100 veces, 200 veces, 300 veces, 400 veces, 500 veces, 600 veces, 700 veces, 800 vecés, 900 veces, 1.000 veces, 2.000 veces, 3.000 veces, 4.000 veces, 5.000 veces, 6.000 veces, 7.000 veces, 8.000 veces, 9.000 veces, 10.000 veces, 20.000 veces, 40.000 veces, 80.000 veces, 100.000 veces o más del peso del hidrogel. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende PAA y PTMEG con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) máxima aproximada de 10 veces, 20 veces, 30 veces, 40 veces, 50 veces, 60 veces, 70 veces, 80 veces, 90 veces, 100 veces, 200 veces, 300 veces, 400 veces, 500 veces, 600 veces, 700 veces, 800 veces, 900 veces, I.000 veces, 2.000 veces, 3.000 veces, 4.000 veces, 5.000 veces, 6.000 veces, 7.000 veces, 8.000 veces, 9.000 veces, 10.000 veces, 20.000 veces, 40.000 veces, 80.000 veces, 100.000 veces o más del peso del hidrogel. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende PAA, PTMEG y poliacrilamida ("PA ") con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) máxima aproximada de 10 veces, 20 veces, 30 veces, 40 veces, 50 veces, 60 veces, 70 veces, 80 veces, 90 veces, 100 veces, 200 veces, 300 veces, 400 veces, 500 veces, 600 veces, 700 veces, 800 veces, 900 veces, 1.000 veces, 2.000 veces, 3.000 veces, 4.000 veces, 5.000 veces, 6.000 veces, 7.000 veces, 8.000 veces, 9.000 veces, 10.000 veces, 20.000 veces, 40.000 veces, 80.000 veces, 100.000 veces o más del peso del hidrogel.

En un ejemplo, se proporciona un gel para su uso con hidrogeles. Se proporciona un hidrogel que se mantiene básicamente sin cambiar después de un mínimo de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, II, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 70, 80, 90, 100 o más ciclos de hidratación - deshidratación (consulte el ejemplo 21) .

En un ejemplo, se proporciona un gel para su uso con hidrogeles. En una modalidad, se proporciona un hidrogel con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) mínima aproximada de 10 veces, 20 veces, 30 veces, 40 veces, 50 veces, 60 veces, 70 veces, 80 veces, 90 veces, 100 veces, 200 veces, 300 veces, 400 veces, 500 veces, 600 veces, 700 veces, 800 veces, 900 veces, 1.000 veces, 2.000 veces, 3.000 veces, 4.000 veces, 5.000 veces, 6.000 veces, 7.000 veces, 8.000 veces, 9.000 veces, 10.000 veces, 20.000 veces, 40.000 veces, 80.000 veces, 100.000 veces o más del peso del hidrogel. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende PAA y PTMEG con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) mínima aproximada de 10 veces, 20 veces, 30 veces, 40 veces, 50 veces, 60 veces, 70 veces, 80 veces, 90 veces, 100 veces, 200 veces, 300 veces, 400 veces, 500 veces, 600 veces, 700 veces, 800 veces, 900 veces, 1.000 veces, 2.000 veces, 3.000 veces, 4.000 veces, 5.000 veces, 6.000 veces, 7.000 veces, 8.000 veces, 9.000 veces, 10.000 veces, 20.000 veces, 40.000 veces, 80.000 veces, 100.000 veces o más del peso del hidrogel. En otra modalidad, se proporciona un hidrogel que comprende PAA, PTMEG y poliacrilamida ("PAM") con una absorbencia del agua (o capacidad de retención de agua) mínima aproximada de 10 veces, 20 veces, 30 veces, 40 veces, 50 veces, 60 veces, 70 veces, 80 veces, 90 veces, 100 veces, 200 veces, 300 veces, 400 veces, 500 veces, 600 veces, 700 veces, 800 veces, 900 veces, 1.000 veces, 2.000 veces, 3.000 veces, 4.000 veces, 5.000 veces, 6.000 veces, 7.000 veces, 8.000 veces, 9.000 veces, 10.000 veces, 20.000 veces, 40.000 veces, 80.000 veces, 100.000 veces o más del peso del hidrogel.

Los geles e hidrogeles proporcionados en el presente documento pueden tener varias formas, como una sección transversal esférica, triangular, cuadrada, rectangular, pentagonal, hexagonal u octagonal. En algunos casos, a los geles e hidrogeles se les puede dar forma por medio de moldes (o plantillas) que tengan la forma deseada. Los hidrogeles pueden tener tamaños (por ejemplo, diámetros) de un mínimo aproximado de 100 nanómetros (nm) , 500 nm, 1 micrómetro (µ??) , 100 µta, 500 µp?, 1 mm, 10 mm, 50 mm, 1 cm, 50 cm, 1 m, 5 m, 10 m, 100 m o más .

Aplicaciones del gel e hidrogel Los geles e hidrogeles proporcionados en el presente documento tienen distintos usos. En una modalidad, un gel o hidrogel formado según los métodos descritos en el presente documento puede servir como implante para una reconstrucción facial. El gel o hidrogel se puede moldear en una placa para esta aplicación .

En algunos casos, un gel o hidrogel formado según los métodos descritos en el presente documento puede servir como piel artificial. El gel o hidrogel se puede moldear en láminas delgadas para esta aplicación, lo que puede resultar beneficioso, por ejemplo, en el tratamiento de heridas.

En algunos casos, un gel o hidrogel formado según los métodos descritos en el presente documento puede servir como matriz de cultivo celular. El gel o hidrogel se puede llenar con nutrientes que estimulan la proliferación celular.

En algunos casos, un gel o hidrogel formado según los métodos descritos en el presente documento puede servir como soporte para la administración de medicamentos. El gel o hidrogel se puede llenar con una solución farmacológica que se deba administrar lentamente.

En algunos casos, un gel o hidrogel formado según los métodos descritos en el presente documento puede servir como compatibilizador que permita la mezcla con polietileno o poliestireno para formar un compuesto con una resistencia a la tracción y al impacto mayor que la del polietileno o el poliestireno por si solo, respectivamente.

En algunos casos, un gel o hidrogel formado según los métodos descritos en el presente documento puede servir como tierra artificial. La tierra artificial se puede obtener combinando gel o hidrogel con un nutriente, como un fertilizante. La tierra artificial también puede comprender una semilla, que produzca una planta cultivada en la tierra artificial. En algunas situaciones, la semilla pueda quedar circunscrita por un hidrogel .

En algunos casos, un gel formado según los métodos descritos en el presente documento puede usarse para obtener un componente de un hidrogel, un gel de almacenamiento o retención de un gas, o un gel de almacenamiento o retención de un fluido, o servir como dicho componente, como por ejemplo el agua y el aceite. En algunos casos, se puede usar un hidrogel para limpiar un derrame de aceite.

En una modalidad, los geles proporcionados en el presente documento se pueden configurar para su uso como hidrogeles de almacenamiento y retención de agua. En otra modalidad, los geles proporcionados en el presente documento se pueden configurar para almacenar, retener o absorber un gas (por ejemplo, NOx, SOx, NH3) . En otra modalidad, los geles proporcionados en el presente documento se pueden configurar para almacenar, retener o absorber un fluido viscoso (por ejemplo, un aceite) . En otra modalidad, los geles proporcionados en el presente documento se pueden configurar para almacenar, retener o absorber un fluido (por ejemplo, un solvente) .

Con referencia a la FIG. 3, se ilustra un gel formado a partir de PAA y PT EG de acuerdo con una de las modalidades de la invención. El gel puede tener la resistencia descrita antes. El gel puede tener propiedades fluidas que permitan su uso en distintas aplicaciones. Por ejemplo, el gel de la FIG. 3 se puede usar en hidrogeles, dispositivos médicos (por ejemplo, implantes) y dispositivos mecánicos. A modo de otro ejemplo, el gel se puede usar como barrera eléctrica o térmicamente aislante entre dos o más objetos.

En algunos casos, el gel se puede configurar para su uso con un hidrogel. En otra modalidad, el gel se puede configurar para su uso con dispositivos médicos. En otra modalidad, el gel se puede configurar para su uso con fertilizantes o pesticidas.

Los materiales poliméricos, geles e hidrogeles, incluidos los componentes de los geles e hidrogeles y los métodos proporcionados en el presente documento o combinados con otros materiales poliméricos, geles, hidrogeles y métodos, incluidos los métodos de uso y fabricación, como por ejemplo, Hennink et al., Advanced Drug Delivery Review, 54 (2002) 13-36; Hoffman et al., Advanced Drug Delivery Reviews 43 (2002) 3-12; Patentes en EE. UU. n.° 3,137, 592 a Protzman et al., 3,332, 897 a Kumar, 3,496,254 a Wichterle, 3,981,100 a Weaver et al., 4,134,871 a Otani et al., 4,552,940 a Van Eanam, 4,783,510 a Saotome, 5,039,459 a Kindt-Larsen et al., 5,079,354 a Gross et al., 5,385,983 a Graham, 5,523,372 a Fisk, 5,883,211 a Sassi, 6,271,278 a Park, 6,286,254 a Obonai et al., 6,339,039 Porath et al., 6, 602, 952 a Bentley et al., 6,120, 803 a Wong et al., 6,615,539 a Obonai et al., 6,822,135 a Soerens et al., 7,459,501 a Doane et al. y 7,591,974 a Savich et al.; y PCT/US00/40163 a Bentley et al., cuyos contenidos se incorporan en su totalidad al presente documento como material de consulta.

Por ejemplo, los métodos y las composiciones descritos en el presente documento se pueden usar o modificar para trabajar con lentes de contacto, como los descritos en la Patente en EE. UU. n.° 3,496,254. En otra modalidad, se puede usar etilenglicol y polietilenglicol como materiales de inicio para obtener geles. En otro ejemplo, se puede usar monometiacrilato de etilenglicol con el dimetiacrilato correspondiente con geles de las modalidades a fin de obtener diferentes materiales, como lentes de contacto. En otro ejemplo, se pueden usar polímeros de polietilenglicol reticulados con chitosán en conjunto con los geles e hidrogeles que se proporcionan en el presente documento. En otro ejemplo, se pueden usar polímeros de acrilamida y polietilenglicol en conjunto con los geles e hidrogeles que se proporcionan en el presente documento. En otro ejemplo, los geles de las modalidades de la invención se pueden usar junto con cadenas principales de poliacrilamida, con puentes de hidrógeno que permiten obtener hidrogeles termoreversibles para electroforesis . En otro ejemplo, se pueden usar monómeros hidróficos, como metacrilato de hidroxialquilo y alcohol dihídrico (por ejemplo, 1, 4-butanediol) , junto con los geles de las modalidades de la invención para distintos usos, como lentes de contacto. En otro ejemplo, el PAA se puede combinar con polietilenglicol ("PEG") en agua en diferentes grados de neutralización, pesos moleculares y concentraciones a fin de obtener una variedad de materiales. La proporción de ??? y PEG se puede ajustar hasta obtener un gel que sea un material de propiedades deseables, como viscosidad, resistencia y conductividad. Además, la proporción de PAA y PEG se puede seleccionar de modo de minimizar, si no eliminar, la formación de subproductos luego de la generación de geles.

Tierras y semillas En algunas modalidades, se considera un terreno que comprende tierra e hidrogel en la tierra. El hidrogel proporcionado puede tener alguna composición descrita en el presente documento. En un ejemplo, un hidrogel comprende un primer material polimérico, con un ácido poliacrilico, y un segundo material polimérico, con un poliglicol. En algunas modalidades, el poliglicol es un poliglicol ecológico. En algunos casos, el poliglicol es PTMEG.

En algunas modalidades, el primer material polimérico es substancialmente un homopolimero . En algunas modalidades, el segundo material polimérico es substancialmente un homopolimero. El primer material polimérico puede establecer un puente de hidrógeno con segundo material polimérico.

En algunas modalidades, se proporciona una semilla configurada para brotar en un ambiente árido. La semilla se proporciona en un sistema que comprende un recipiente de semillas que cuenta con un gel o hidrogel descrito en el presente documento. La semilla se desecha en un recipiente de semillas. Por ejemplo, el recipiente de semillas puede estar formado por un primer material polimérico y un segundo material polimérico, teniendo el primero ácido poliacrilico y el segundo, un poliglicol. En algunas situaciones, el poliglicol es un poliglicol ecológico. En algunos casos, el poliglicol ecológico es PTMEG. En algunas modalidades, el primer material polimérico y el segundo material polimérico son átomos de hidrógeno enlazados entre si. En algunos casos, el primer material polimérico es substancialmente un homopolimero y/o el segundo material polimérico es substancialmente un homopolimero. En algunos casos, el primer material polimérico y el segundo material polimérico también se pueden combinar con un material que contenga vinilo.

En algunas modalidades, una semilla puesta en un recipiente de semillas que contiene hidrogel produce una planta que comprende una hoja con una masa mayor que una semilla que no tenga dicho recipiente. En algunos ejemplos, una semilla puesta en un recipiente de semillas que contiene hidrogel produce una planta que comprende una raíz con una masa mayor que una semilla que no tenga dicho recipiente. En otros ejemplos, se proporciona un método para cultivar una planta, que comprende proporcionar una semilla puesta en un recipiente de semillas que contiene hidrogel y un terreno. En algunas modalidades, una semilla cultivada en un recipiente de semillas que contiene hidrogel produce una planta con una raíz cuya masa es de al menos dos o tres veces, o cinco veces, o seis veces, u ocho veces, o diez veces o más la de una raíz producida por una semilla sin recipiente de semillas que contiene hidrogel. En algunos casos, una semilla cultivada en un recipiente de semillas que contiene hidrogel produce una planta con una hoja cuya masa es de al menos dos o tres veces, o cinco veces, o seis veces, u ocho veces, o diez veces o más la de una hoja producida por una semilla sin recipiente de semillas que contiene hidrogel.

El hidrogel se puede colocar en un terreno. El terreno puede tener diversos tamaños y formas, por ejemplo, circular, triangular, cuadrado o rectangular. El terreno puede tener un tamaño de al menos 0,1 pie2, 1 pie2, 2 pies2, 3 pies2, 4 pies2, 5 pies2, 25 pies2, 50 pies2, 100 pies2, 5.000 pies2, 1.000 pies2, 10.000 pies2 o más.

Ejemplo 1 El gel se obtiene mezclando 11,5 g de ??? (Mw de aproximadamente 400.000 g/mol) y 37,0 g de PTMEG (Mw de aproximadamente 650 g/mol) y agitando los sólidos mezclados, sin solvente, a temperatura ambiente durante aproximadamente 24 horas. Se obtuvieron PAA y PTMEG de marca Aldrich Chemical Co. Los espectros infrarrojos de transferencia de Fourier (también denominados en el presente documento "FTIR" e "IR") del gel indican la presencia de puentes de hidrógeno en el gel. Además, los espectros IR demuestran un cambio con el paso del tiempo debido a las propiedades de añejamiento del gel. El gel resiste el ataque (es decir, corrosión, descomposición) de solventes orgánicos (por ejemplo, acetona), bases fuertes (por ejemplo, NaOH) y ácidos fuertes (por ejemplo, H2S04); el gel conserva sus propiedades (por ejemplo, viscosidad, resistencia) cuando se expone a solventes orgánicos, bases fuertes y ácidos fuertes (ambos ensayos separados en ácido y base, y ensayos de geles expuestos a ácidos y bases en sucesión) .

La FIG. 4 muestra espectroscopias infrarrojas transformadas de Fourier (FTIR) de ácido poliacrilico (PAA, arriba) y el gel (abajo) obtenido a partir de PAA y PTMEG. La FIG. 5 muestra espectroscopias FTIR de la muestra de PTMEG (arriba) y el gel obtenido a partir de PAA y PTMEG (abajo) . Las características de las IR con respecto al gel polimérico tridimensional indican la presencia de puentes de hidrógeno entre PAA y PTMEG. La característica de OH de las espectroscopias de FTIR se debilita luego de la formación del gel, lo que indica la presencia de interacciones de los puentes de hidrógeno. La FIG. 8 muestra un rastro de calorimetría de exploración diferencial (DSC) de PTMEG (FIG. 8a) y un gel polimérico tridimensional de PAA-PTMEG (FIG. 8b) .

Ejemplo 2 Se mezclan 15,0 g de PAA en polvo (Mw de aproximadamente 400.000 g/mol) con 15,0 g de PTMEG (Mw de aproximadamente 650 g/mol) a una temperatura de aproximadamente 25 °C. Se obtienen PAA y PTMEG de marca Aldrich Chemical Co. La mezcla se procesa continuamente hasta que se forme un sólido uniforme casi transparente similar al caucho. La forma de este material de gel se puede seleccionar usando moldes o plantillas con las formas deseadas (consulte FIG. 1).

Ejemplo 3 Un hidrcgel hidrófilo se produce combinando polímeros de PAA y PTMEG en condiciones normales de polimerización de monómeros hidrófilos (es decir, con ayuda de un catalizador y un agente reticulante, y aplicando calor) .

Un hidrogel se prepara mediante los métodos descritos en el presente documento. Se dispersan 11,2 g de ácido (poli ) acrílico (Mw de aproximadamente 400.000 g/mol), 50 g de PTMEG y 200 g de almidón de papa en 2.000 mi de agua. Aplicando agitación, se agregan 167 g de ácido acrílico, 100 g de acrilamida, 3 g de ?,?'-metilen bis ( acrilamida ) con 6 g de persulfato de potasio a la solución anterior. La agitación se continúa durante aproximadamente 20 minutos, y se agrega 1 mi de tetrametiletilenediamina . Luego, el reactor se calienta hasta 60 °C hasta obtenerse un hidrogel. El hidrogel formado se lava con agua- y se corta en porciones de 1 - 1,5 cm3. La absorbencia de agua del hidrogel seco es de aproximadamente 400 g de H20/g de hidrogel .

La FIG. 6 muestra ensayos de compresión de hidrogel, donde la unidad en el eje y (medición de resistencia) es en gramos (g) . La FIG. 7 muestra el índice de evaporación de agua que contiene el hidrogel, en comparación con el índice de evaporación del agua estancada (o "libre") a temperatura ambiente. El agua en el hidrogel tiene un índice de evaporación más bajo que el agua libre. Esto es indicio de la capacidad de retención de agua del hidrogel .

Ejemplo 4 Se dispersan 5 g de ácido (poli ) acrílico (Mw de aproximadamente 400.000 g/mol) , 22,3 g de PTMEG y 200 g de almidón de papa en 2.000 mi de agua. Aplicando agitación, se agregan 200 g de ácido acrílico, 80 g de acrilamida, 1 g de N,N'-metilen bis ( acrilamida ) con 6 g de persulfato de potasio a la solución anterior. La agitación se continúa durante aproximadamente 20 minutos, y se agrega 1 mi de tetrametiletilenediamina. Luego, el reactor se calienta hasta 60 °C hasta obtenerse el gel. El gel formado se lava con agua y se corta en especies de 1 - 1,5 cm3. La absorbencia de agua del gel seco es de aproximadamente 400 g de H20/g de hidrogel.

Ejemplo 5 Los hidrogeles se obtienen combinando PAA, PTMEG, acrilamida (AAm) y un agente reticulante en agua. El agente reticulante puede ser di (etilenoglicol ) divinil éter, di (etilglicol) diacrilato y N, N' -metileno bis (acrilamida) . Los hidrogeles se preparan con ayuda de lo siguiente: NaOH (ac) (7,380 g de NaOH disueltos en 200 mi de agua), acrilamida (AAm) y un agente reticulante. La polimerización se procesa a 60 °C durante 3 a 4 horas. Las resistencias de los hidrogeles se evalúan como se muestra en la siguiente tabla: Ejemplo 6 Los hidrogeles se obtienen combinando PAA, PTMEG (o PEG) , acrilamida (AAm) y un agente reticulante en agua. Las resistencias de los hidrogeles se evalúan. La siguiente tabla muestra las resistencias de hidrogeles obtenidos a partir de PTMEG o PEG: Ejemplo 7 Los hidrogeles se obtienen combinando PAA, PTMEG, acrilamida y un agente reticulante en agua. Se evalúan las resistencias de los hidrogeles versus la cantidad de PAA usada para obtener el hidrogel. La siguiente tabla muestra las resistencias de los hidrogeles en función de la cantidad de PAA usada para obtener los hidrogeles: Ejemplo 8 Las composiciones de celulosa de hidrogel se obtienen mezclando celulosa con el hidrogel de poliacrilamida, como se muestra en la siguiente tabla. No se usó PAA ni PT EG. La tabla muestra las diferentes mezclas de celulosa de hidrogel asi obtenidas ("HPMC" es la sigla de hidroxipropilmetilcelulosa; "HPC", de hidroxipropilcelulosa; "MC", metilcelulosa) : Las composiciones de celulosa de hidrogel se obtienen mezclando celulosa con el hidrogel de PAA-PTMEG en presencia de acrilamida y un agente reticulante en agua, como se muestra en la siguiente tabla. La tabla muestra las diferentes mezclas de celulosa de hidrogel asi obtenidas: PAA) 0309C 0,25 0,25 1 mi 99 mi 6,0 3 % 100 mi 1 % ac <- 0,5 0,18 g 100 mi moles de (0,5 % p) PñA) Ejemplo 10 Se prepara un gel de poliacrilamida usando las cantidades de material proporcionadas en la siguiente tabla: Ejemplo 11 Se disuelven 15 g de carboximetil celulosa en 2.000 mL de agua, para luego verterse en un reactor de 5 L aplicando agitación. La solución se agita continuamente, para luego agregarse 5 g de persulfato de potasio, 200 g de ácido acrilico, 1 g de dimetilacrilato de etileno y 11 g de ácido poli (acrilico) (Mu de aproximadamente 400.000 g/mol) . El reactor se calienta a aproximadamente 60 °C, para luego agregarse 22 g de PTMEG (éter de politetrametilenglicol, Mw de aproximadamente 650 g/mol) al reactor. La mezcla se agita durante aproximadamente otra hora hasta que se complete la polimerización. El hidrogel formado antes se extrae del reactor y se corta en trozos pequeños de aproximadamente 1 a 1,5 cm3. Se analiza su absorbencia de agua.

Ejemplo 12 Se disuelven 20 g de gelatina en 2.000 mL de agua, para luego verterse en un reactor de 5 L aplicando agitación. La solución se agita continuamente, para luego agregarse 5 g de persulfato de potasio, 200 g de ácido acrilico, 0.5 g de dimetilacrilato de etileno y 10 g de ácido poli (acrilico) (Mw de aproximadamente 400.000 g/mol) . El reactor se calienta a aproximadamente 60 °C, para luego agregarse 20 g de PTMEG (éter de politetrametilenglicol, Mw de aproximadamente 650 g/mol) al reactor. La mezcla se agita durante aproximadamente otra hora hasta que se completa la polimerización. El hidrogel formado antes se extrae del reactor y se corta en trozos pequeños de aproximadamente 1 a 1, 5 cm3. Se analiza su absorbencia de agua.

Ejemplo 13 Se preparó un hidrogel con el método analizado en el ejemplo 12 anterior, pero en lugar de gelatina, se usó alcohol polivinilico (PVA) .

Ejemplo 14 Se preparó un hidrogel con el método analizado en el ejemplo anterior, pero en lugar de gelatina, se usó PVA, arcilla carboximetil celulosa.

Ejemplo 15 Se disuelven 100 g de ácido acrilico en 300 g de agua (solución A) . Luego, se disuelven 54 g de hidróxido de potasio en la solución A aplicándose enfriamiento. La mezcla se coloca en una mezcladora mecánica equipada con un matraz de fondo redondo de 2 L, un controlador de temperatura y una manta térmica. Luego, se agregan 0,3 g de ?,?'-metilen bis (acrilamida) con 1,5 g de persulfato de potasio. Además, se agregan 10 g de ácido poliacrilico y 20 g de PTMEG al matraz de fondo redondo de 22 L en agitación. La reacción de polimerización se realiza a una temperatura de 65 °C durante aproximadamente dos horas.

Ejemplo 16 Se disuelven 3 kg de ácido acrilico en 4,5 L de agua (solución A) . Luego, se disuelven 1.620 g de hidróxido de potasio en 4,5 L de agua fría (solución B) . La solución A y la solución B se mezclan aplicándoseles agitación. La mezcla se coloca en una mezcladora mecánica equipada con un matraz de fondo redondo de 22 L, un controlador de temperatura y una manta térmica. Luego, se agregan 9,0 g de ?,?'-metilen bis (acrilamida) con 45 g de persulfato de potasio. Además, se agregaron 30 g de ácido poliacrilico y 60 g de PTMG al matraz de fondo redondo de 22 L en agitación. La reacción de polimerización se realiza a una temperatura de 50 a 55 °C durante aproximadamente tres horas. El producto de hidrogel a granel se corta usando una trituradora, para luego secarse a 70 °C. Su absorbencia de agua potable es de 200 a 250 veces su peso seco.

Ejemplo 17 Lo mismo que en el ejemplo 16, pero se usan únicamente 1.167 g de hidróxido de potasio para obtener el hidrogel.

Ejemplo 18 Se disuelven 3 kg de ácido acrilico en 4,5 L de agua (solución A). Además, se disuelve 1,16 kg de Miracle-Gro® Plant Food 24-8- 16 en 4,5 L de agua fría (solución B) . La solución A y la solución B se mezclan aplicándoseles agitación. La mezcla se coloca en una mezcladora mecánica equipada con un matraz de fondo redondo de 22 L, un controlador de temperatura y una manta térmica. Luego, se agregan 9,0 g de N, N' -metilen bis (acrilamida) con 45 g de persulfato de potasio. Además, se agregan 30 g de ácido poliacrilico y 60 g de PTMEG al matraz de 22 L en agitación. La reacción de polimerización se realiza a una temperatura de 50 a 55 °C durante aproximadamente tres horas. El producto a granel se corta usando una trituradora.

Ejemplo 19 Se disuelven 3 kg de ácido acrilico en 4,5 L de agua (solución A). Luego, se disuelven 1.167 g de hidróxido de potasio y 973,7 g de hidróxido de amonio acuoso al 30 % en 4,5 L de agua fría (solución B) . La solución A y la solución B se mezclan aplicándoseles agitación. La mezcla se coloca en una mezcladora mecánica equipada con un matraz de fondo redondo de 22 L, un controlador de temperatura y una manta térmica. Luego, se agregan 9,0 g de N, N' -metilen bis (acrilamida ) con 45 g de persulfato de potasio. Además, se agregan 30 g de ácido poliacrilico y 60 g de PTMG al matraz de 22 L en agitación. La reacción de polimerización se realiza a una temperatura de 50 a 55 °C durante aproximadamente tres horas hasta obtenerse un hidrogel .

Ejemplo 20 El gel sólido preparado descrito en el ejemplo 1 se mezcla con el polietileno sólido en agitación durante aproximadamente 12 horas. Luego, se obtiene un rastro por calorimetría de barrido diferencial (DSC) para el material resultante. El rastro por DSC aparece en la FIG. 9. El rastro muestra el Tm del gel polimérico de PAA-PTMEG mezclado con el polímero de polietileno, que es diferente del Tm del polietileno en sí.

Ejemplo 21 Se realizan pruebas de ciclo de hidratación y deshidratación de un hidrogel. Las pruebas de ciclo de hidratación y deshidratación se realizan en un vaso de precipitados. El peso del vaso de precipitados es de 51,00 g. Se usan 0,29 g de hidrogel seco de PAA-PTMEG para esta prueba. Por cada prueba de hidratación, se agregan 80 mi de agua al vaso de precipitados, y el agua se absorbe completamente en el hidrogel durante aproximadamente 5 horas a temperatura ambiente. Luego, el agua que no se absorbe se elimina. Después, se registra el peso del vaso de precipitados más el hidrogel humedecido. La temperatura de deshidratación se mantiene en aproximadamente 80 °C durante la noche, para luego registrarse el peso del hidrogel seco más el del vaso de precipitados. Esta hidratación y deshidratación se repite continuamente durante 18 días. Los resultados de este estudio se resumen en la siguiente tabla, señalando la falta de cambio en el peso del hidrogel pasando por una serie de ciclos de hidratacion-deshidratación.

Ejemplo 22 Se realiza una prueba de invernadero. Se mezclan 300 g de tierra para macetas con cantidades variables de hidrogel de PAA-PTMEG seco (0,84 g para baja concentración y 2,4 g para una concentración mayor) . La tierra se pone en el agua durante la noche para que esta y el hidrogel seco se saturen de agua. Luego, las macetas se drenan, y sobre la superficie de la tierra, se colocan 5 semillas de lechuga. Luego, se arroja una fina capa de tierra para macetas sobre las semillas. Los juegos de macetas se colocan en invernaderos, que se mojan con 100 mi de agua una vez día por medio. La maceta de control contiene 300 g de tierra, pero sin el hidrogel. La temperatura de prueba y la humedad del primer invernadero es de 26,1 °C (78,9 °F) y 46 % de humedad, respectivamente; y en el caso del segundo invernadero, la temperatura y humedad son de 30,4 °C (86,7 °F) , y 36 % de humedad, respectivamente. Treinta y dos días después de la siembra, se registra la biomasa promedio de la planta, como se tabula a continuación. Los resultados indican una biomasa considerablemente mayor (medida a través de la masa de la raíz y la hoja) de la planta en casos en que se use hidrogel en la maceta .

Primer invernadero (temperatura: 26,1 °C, humedad: 46 %) Segundo invernadero (temperatura: 30,4 °C, humedad: 36 %) En tanto que se han mostrado y descrito modalidades preferidas de la presente invención en el presente documento, será obvio para aquellos versados en el arte que dichas modalidades se proporcionan solo como ejemplo. Ahora, aquellos versados en el arte darán con numerosas variaciones, cambios y substituciones sin alejarse de la invención. Se debe entender que se pueden emplear varias alternativas a las modalidades de la invención descritas en el presente documento en la práctica de la invención. Las siguientes reivindicaciones deben definir el alcance de la invención, el cual debe incluir los métodos y las estructuras dentro del alcance de estas reivindicaciones y sus equivalentes .

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un hidrogel que comprende: un primer material polimérico con ácido poliacrílico; un segundo material polimérico con un poliglicol distinto al polietilenglicol; y una o más especies con una funcionalidad de vinilo.

2. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico es básicamente un homopolimero .

3. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero.

4. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico establece un puente de hidrógeno con el segundo material polimérico.

5. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el poliglicol es éter de politetrametilenglicol.

6. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque al menos una de las especies con funcionalidad de vinilo es acrilamida .

7. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque al menos una de la o las especies con una funcionalidad de vinilo se selecciona del grupo compuesto por ácido acrilico, ácido metacrilico, alcohol vinilico, acetato vinilico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster , vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano .

8. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque al menos una de las especies con funcionalidad de vinilo es básicamente polimérica.

9. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un agente reticulante.

10. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el agente reticulante se selecciona del grupo compuesto por di (etilenoglicol) divinil éter, di (etilglicol) diacrilato o N, N' -metileno bis (acrilamida) .

11. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque al menos una de las especies con funcionalidad de vinilo establece un enlace covalente con el primer material polimérico.

12. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de un ciclo de hidratación - deshidratación.

13. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de dos ciclos de hidratación - deshidratación.

14. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de 50 ciclos de hidratación - deshidratación.

15. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces el peso del hidrogel.

16. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 50 veces el peso del hidrogel.

17. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 10 % del peso del hidrogel.

18. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 20 % del peso del hidrogel.

19. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 100 % del peso del hidrogel.

20. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 1.000 % del peso del hidrogel.

21. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3.

22. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 6.

23. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el ácido poliacrilico se obtiene de ácido poliacrilico reciclado.

24. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además celulosa, gelatina y/o arcilla.

25. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la celulosa incluye carboximetil celulosa.

26. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia a la tracción de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2.

27. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia a la tracción de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2.

28. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia al impacto de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2.

29. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia al impacto de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2.

30. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un fertilizante.

31. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un sílice.

32. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un polietileno.

33. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un poliestireno.

34. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000.

35. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico tiene un Mu (g/mol) entre aproximadamente 400.000 y 600.000.

36. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 650 a aproximadamente 2.000.

37. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 500 y 1.000.

38. Un método para obtener un hidrogel, que comprende: proporcionar, en un recipiente de reacción, un primer material polimérico con ácido poliacrílico, un segundo material polimérico con un poliglicol distinto al polietilenglicol, y una o más especies con una funcionalidad de vinilo, y mezclar el primer material polimérico, el segundo material polimérico, y una o más especies con una funcionalidad de vinilo; y mezclar dicha mezcla.

39. El método de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico es básicamente un homopolimero.

40. El método de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero.

41. El hidrogel de la reivindicación 38, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico y el segundo material polimérico se utilizan en una proporción de 1 a 3 por peso, respectivamente .

42. El hidrogel de la reivindicación 38, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico y el segundo material polimérico se utilizan en una proporción de 1 a 6 por peso, respectivamente .

43. El hidrogel de la reivindicación 38, CARACTERIZADO porque también comprende calentar dicha mezcla.

44. El hidrogel de la reivindicación 38, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico, el segundo material polimérico y al menos una de las especies con una funcionalidad de vinilo se mezclan a una temperatura entre aproximadamente 15 °C y 30 °C.

45. El método de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque al menos una de la o las especies con una funcionalidad de vinilo seleccionada del grupo compuesto por acrilamida, ácido acrilico, ácido metacrilico, alcohol vinilico, acetato vinilico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster, vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano .

46. El método de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el ácido poliacrilico se obtiene de ácido poliacrilico reciclado.

47. Un gel, que comprende: un primer material polimérico con ácido poliacrilico; un segundo material polimérico con un poliglicol distinto al polietilenglicol; y CARACTERIZADO porque el primer material polimérico puede establecer un puente de hidrógeno con el segundo material polimérico .

48. El gel de la reivindicación 47, CARACTERIZADO porque el poliglicol es éter de politetrametilenglicol .

49. El gel de la reivindicación 47, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico es básicamente un homopolimero.

50. El gel de la reivindicación 47, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero.

51. El hidrogel de la reivindicación 47, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3.

52. El gel de la reivindicación 47, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 6.

53. El gel de la reivindicación 47, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000.

54. El gel de la reivindicación 53, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 400.000 y 600.000.

55. El gel de la reivindicación 47, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 650 a aproximadamente 2.000.

56. El gel de la reivindicación 55, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 500 y 1.000.

57. Un hidrogel, que comprende el gel de la reivindicación 46.

58. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces el peso del hidrogel.

59. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 50 veces el peso del hidrogel.

60. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 10 % del peso del hidrogel.

61. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 20 % del peso del hidrogel.

62. El idrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 100 % del peso del hidrogel.

63. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 1.000 % del peso del hidrogel.

64. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de un ciclo de hidratación - deshidratación .

65. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de dos ciclos de hidratación - deshidratación.

66. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de 50 ciclos de hidratación - deshidratación.

67. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un fertilizante.

68. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un sílice.

69. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un polietileno.

70. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un poliestireno .

71. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además celulosa, gelatina y/o arcilla.

72. El hidrogel de la reivindicación 71, CARACTERIZADO porque la celulosa incluye carboximetil celulosa.

73. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el ácido poliacrilico se obtiene de ácido poliacrílico reciclado .

74. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia a la tracción de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2.

75. El hidrogel de la reivindicación 74, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia a la tracción de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2.

76. El hidrogel de la reivindicación 57, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia al impacto de aproximadamente 1.000 g/cm2 a aproximadamente 4.000 g/cm2.

77. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el hidrogel exhibe una resistencia al impacto de aproximadamente 2.000 g/cm2 a aproximadamente 3.000 g/cm2.

78. Un método agrícola que comprende: brindar un hidrogel en un terreno, comprendiendo el hidrogel un primer material polimérico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico incluye un ácido poliacrilico y el segundo material polimérico incluye un poliglicol distinto al polietilenglicol .

79. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es éter de politetrametilenglicol .

80. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico es básicamente un homopolimero .

81. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero.

82. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de un ciclo de hidratación - deshidratación .

83. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de dos ciclos de hidratación - deshidratación.

84. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de 50 ciclos de hidratación - deshidratación.

85. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces el peso del hidrogel.

86. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 50 veces el peso del hidrogel.

87. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 10 % del peso del hidrogel.

88. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 20 % del peso del hidrogel.

89. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 100 % del peso del hidrogel.

90. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada del 1.000 % del peso del hidrogel.

91. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3.

92. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 6.

93. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además un agente reticulante.

94. El hidrogel de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el hidrogel se forma sin un catalizador.

95. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000.

96. El método de la reivindicación 95, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 400.000 y 600.000.

97. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 500 a aproximadamente 2.000.

98. El método de la reivindicación 97, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 650 y 1.000.

99. El método de la reivindicación 78, CARACTERIZADO porque el ácido poliacrílico se obtiene de ácido poliacrílico reciclado.

100. Un sistema configurado para cultivar una semilla en un ambiente árido, que comprende: un recipiente de semillas formado por un primer material polimérico con ácido poliacrílico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico con un poliglicol, y una semilla puesta en dicho recipiente de semillas.

101. El sistema de la reivindicación 100, CARACTERIZADO porque el poliglicol es éter de politetrametilenglicol .

102. El sistema de la reivindicación 100, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico es básicamente un homopolimero.

103. El sistema de la reivindicación 100, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero.

104. El sistema de la reivindicación 100, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3.

105. El sistema de la reivindicación 100, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 6.

106. El sistema de la reivindicación 100, CARACTERIZADO porque el M„ (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000.

107. El sistema de la reivindicación 106, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 400.000 y 600.000.

108. El sistema de la reivindicación 100, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 500 a aproximadamente 2.000.

109. El sistema de la reivindicación 108, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 650 y 1.000.

110. Un método para cultivar una planta que comprende proporcionar, en un terreno, el sistema de la reivindicación 100.

111. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una hoja de al menos dos veces la masa de una hoja producida por una semilla sin recipiente de semillas.

112. El hidrogel de la reivindicación 110, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una hoja de al menos tres veces la masa de una hoja producida por una semilla sin recipiente de semillas.

113. El hidrogel de la reivindicación 110, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una hoja de al menos cinco veces la masa de una hoja producida por una semilla sin recipiente de semillas.

114. El hidrogel de la reivindicación 110, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una hoja de al menos diez veces la masa de una hoja producida por una semilla sin recipiente de semillas.

115. El hidrogel de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una raíz de al menos dos veces la masa de una raíz producida por una semilla sin recipiente de semillas.

116. El hidrogel de la reivindicación 110, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una raíz de al menos tres veces la masa de una raíz producida por una semilla sin recipiente de semillas.

117. El hidrogel de la reivindicación 110, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una raíz de al menos cinco veces la masa de una raíz producida por una semilla sin recipiente de semillas.

118. El hidrogel de la reivindicación 110, CARACTERIZADO porque el sistema produce una planta que comprende una raíz de al menos cinco veces la masa de una raíz producida por una semilla sin recipiente de semillas.

119. Un terreno, que comprende: tierra; y un hidrogel en la tierra, teniendo el hidrogel un primer material polimérico con ácido poliacrílico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico con un poliglicol .

120. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el poliglicol es éter de politetrametilenglicol .

121. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico es básicamente un homopolimero.

122. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero.

123. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3.

124. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 6.

125. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el „ del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000.

126. El terreno de la reivindicación 125, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 400.000 y 600.000.

127. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 500 a aproximadamente 2.000.

128. El terreno de la reivindicación 127, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 650 y 1.000.

129. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de un ciclo de hidratación - deshidratación .

130. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de dos ciclos de hidratación - deshidratación.

131. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel se mantiene básicamente sin cambiar después de 50 ciclos de hidratación - deshidratación.

132. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 veces el peso del hidrogel.

133. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 50 veces el peso del hidrogel.

134. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 10 % el peso del hidrogel.

135. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 20 % el peso del hidrogel.

136. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 100 % el peso del hidrogel.

137. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel tiene una capacidad de retención de agua mínima aproximada de 1.000 % el peso del hidrogel.

138. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el hidrogel comprende además una especie con una funcionalidad de vinilo.

139. El terreno de la reivindicación 138, CARACTERIZADO porque dichas especies con una funcionalidad de vinilo se selecciona del grupo compuesto por acrilamida, ácido acrílico, ácido metacrílico, alcohol vinílico, acetato vinilico, acrilato de butilo, acrilato de vinilo, ácido vinilbenzoico, alcohol vinilbenzoico, ácido vinilborónico dibutiléster, vinilformamida, metacrilato de vinilo, vinilpiridina, l-vinil-2-pirrolidona, ácido vinilsulfónico o viniltrimetoxisilano .

140. El terreno de la reivindicación 138, CARACTERIZADO porque dichas especies con una funcionalidad de vinilo son poliméricas.

141. El terreno de la reivindicación 138, CARACTERIZADO porque dichas especies con una funcionalidad de vinilo establecen un enlace covalente con el primer material polimérico.

142. El terreno de la reivindicación 119, CARACTERIZADO porque el ácido poliacrilico se obtiene de ácido poliacrilico reciclado .

143. Un gel que comprende el gel que comprende ácido poliacrilico y un poliglicol distinto al polietilenglicol, CARACTERIZADO porque el ácido poliacrilico establece un puente de hidrógeno con el poliglicol.

144. El gel de la reivindicación 143, CARACTERIZADO porque el poliglicol es éter de politetrametilenglicol .

145. El gel de la reivindicación 143, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico es básicamente un homopolimero.

146. El gel de la reivindicación 143, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico es básicamente un homopolimero.

147. El gel de la reivindicación 143, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 3.

148. El gel de la reivindicación 143, CARACTERIZADO porque la proporción por peso del primer material polimérico con el segundo material polimérico es de aproximadamente 1 a 6.

149. El gel de la reivindicación 143, CARACTERIZADO porque el Mu (g/mol) del primer material polimérico es de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 1.000.000.

150. El gel de la reivindicación 149, CARACTERIZADO porque el primer material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 400.000 y 600.000.

151. El gel de la reivindicación 143, CARACTERIZADO porque el Mw (g/mol) del segundo material polimérico es de aproximadamente 650 a aproximadamente 2.000.

152. El gel de la reivindicación 151, CARACTERIZADO porque el segundo material polimérico tiene un Mw (g/mol) entre aproximadamente 500 y 1.000.

153. Un hidrogel, que comprende el gel de la reivindicación 142.

154. Un hidrogel ecológico, que comprende: un primer material polimérico con ácido poliacrilico; un segundo material polimérico que tiene un poliglicol, teniendo el primer material polimérico interacciones por puentes de hidrógeno con dicho segundo material polimérico; y uno o más polímeros ecológicos.

155. Un método para obtener un hidrogel ecológico, que comprende : proporcionar, en un recipiente de reacción, un primer material polimérico que tenga ácido poliacrilico, un segundo material polimérico que tenga poliglicol, y uno o más polímeros ecológicos para obtener una mezcla; y mezclar dicha mezcla.

156. Un hidrogel ecológico, que comprende un homopolímero de ácido poliacrilico, que establece un puente de hidrógeno con un homopolímero adicional que tiene un poliglicol ecológico.

157. Un método para obtener un hidrogel ecológico, ¦ que comprende : mezclar un homopolímero de ácido poliacrilico con un homopolímero adicional que tiene un poliglicol ecológico, CARACTERIZADO porque dicho homopolímero de ácido poliacrilico forma interacciones por puentes de hidrógeno con el homopolímero adicional.

158. Un hidrogel ecológico, que comprende un recipiente de semillas formado por un primer material polimérico con ácido poliacrilico, que establece un puente de hidrógeno con un segundo material polimérico con un poliglicol ecológico.

159. Un método para obtener un hidrogel ecológico, que comprende : mezclar un primer material polimérico que tiene ácido poliacrílico con un segundo material polimérico que tiene un poliglicol ecológico, para obtener una mezcla, CARACTERIZADA porque, luego de mezclar el ácido poliacrílico, forma interacciones por puentes de hidrógeno con el poliglicol ecológico. BESUMEN Se describen geles y materiales que contienen gel, incluidos los hidrogeles. Se puede obtener un gel mezclando ácido poliacrilico ( PAA) y un poliglicol, como politetrametilenglicol (PTMEG) a temperatura ambiente y, en algunos casos, sin un catalizador. El material mezclado se puede usar en la obtención de materiales blandos y duros, películas y partículas. El material mezclado se puede combinar con monómeros de vinilo y polimerizarse hasta formar un hidrogel. El hidrogel puede tener una alta resistencia mecánica y alta absorbencia del agua.