Espectroscopia de infrarrojos: 

Otro método para monitorizar la reacción de fraguado de los cementos es a través de IR [19].  La figura 5.28 muestra los espectros IR para el polvo de cemento de partida y el cemento de  referencia reaccionado durante 2 horas y 12 días. Para el polvo de partida (Ref‐0.35, t = 0) tan  solo  pueden  observarse  las  bandas  de  deformación  de  los  grupos  tetraédricos  del  fosfato  (PO43‐).  Estas  son  la  banda  más  importante  correspondiente  a  las  extensiones  triples  3  del 

enlace P‐O centradas a 1016 cm‐1, en segundo término se tiene la banda correspondiente a las  flexiones triples 4 del enlace O‐P‐O centrada en 580 cm‐1, y por último, la banda débil de las 

extensiones simétricas 1 del enlace P‐O a 956 cm‐1 [19].  

Conforme avanza la reacción de hidrólisis aparecen dos bandas en el espectro de IR, éstas son  3400  y  1620  cm‐1  que  corresponden  respectivamente  a  la  extensión  y  la  flexión  de  las  moléculas de agua estructural, incorporadas en la celda cristalina para formar la HA. Además,  la extensión principal del grupo fosfato 3 se agudiza y se desplaza a 1024 cm‐1, mientras que 

la  flexión  4  se  desdobla  produciendo  dos  bandas  típicas  de  la  HA  en  577  y  561  cm‐1. 

Finalmente, aparecen tres bandas u hombros de baja intensidad correspondientes únicamente  a la CDHA, éstos son el hombro débil a 1200 cm‐1 correspondiente a la extensión OH del grupo 

HPO42‐,  el  hombro  débil  de  vibración  3  del  mismo  grupo  a  1105  cm‐1  y  la  banda 

correspondiente a la extensión 5 del  enlace P‐OH  a 854 cm‐1 [19]. Con lo que se demuestra 

que el producto de la reacción de fraguado no es solo HA sino que es CDHA. 

Figura 5.28: Espectros IR de absorbancia correspondientes al cemento de referencia después de  0, 2 horas y 12 días de reacción por inmersión en disolución de Ringer a 37 C. 

La  figura  5.29  muestra  el  espectro  IR  para  el  alginato  sulfatado  puro  (DS  =  6.5)  más  los  espectros  de  la  espuma  2As**‐0.5T‐0.55  a  2  horas y  12  días  de  reacción.  Para  el  alginato  de  sodio puro, un polisacárido, se observa una banda ancha intensa a 3370 cm‐1 correspondiente  a  las  extensiones  de  los  grupos  OH,  una  banda  débil  a  2910  cm‐1  correspondiente  a  la  extensión del enlace C‐H, y dos bandas agudas correspondientes a las extensiones del grupo  COO‐  a  1600  y  a  1400  cm‐1.  Más  adelante  se  encuentra  la  banda  aguda  correspondiente  al  grupo  sulfato  en  una  posición  de  1236  cm‐1.  Finalmente  se  encuentran  dos  bandas  anchas  correspondientes  a  las  extensiones  de  los  enlaces  C‐O  y  C‐O‐C  a  1085  y  1030  cm‐1,  respectivamente [24]. 

Figura  5.29:  Espectros  IR  de  absorbancia  correspondientes  al  alginato  sulfatado  puro  y  a  la  espuma 2As**‐0.5T‐0.55 después de 2 horas y 12 días de reacción por inmersión en disolución  de Ringer a 37 C. 

En cuanto a la espuma 2As**‐0.5T‐0.55, ésta presenta las bandas de la incorporación del agua  estructural de la HA a 3400 y 1620 cm‐1, también incorpora las extensiones 3 del grupo fosfato 

a 1024 cm‐1, el desdoblamiento de las flexiones triples 4 para formar las bandas de HA a 577 y 

561  cm‐1,  y  la  aparición  de  la  banda  débil  de  la  CDHA  a  854  cm‐1,  por  lo  que  el  compuesto  reacciona para formar CDHA. Por otro lado, las extensiones de los grupo OH del carbohidrato  se  solapan  con  las  extensiones  de  los  OH  del  agua  estructural  de  la  apatita,  asimismo,  la  extensión  del  grupo  COO‐  a  1600  cm‐1  y  la  extensión  de  los  enlaces  C‐O  y  C‐O‐C,  se  solapan  respectivamente  con  el  agua  estructural  de  la  apatita  y  las  extensiones  3  del  fosfato.  Sin 

embargo, la extensión C‐H y la extensión COO‐ a 2910 y 1400 cm‐1 podrían servir para detectar  la presencia del alginato de sodio en el compuesto. No obstante, debido a la baja cantidad de  biopolímero en el cemento (1.1 % en peso) fue prácticamente imperceptible. Tan sólo a 1400  cm‐1 al tiempo de inmersión o reacción de 2 horas se logra apreciar una pequeña prominencia  correspondiente  a  la  extensión  del  grupo  COO‐,  la  cual  ya  no  es  perceptible  a  12  días  de  inmersión,  lo  que  podría  significar  la  completa  liberación  del  poco  contenido  de  alginato  de  sodio sulfatado. 

La figura 5.30 muestra los espectros IR de la gelatina de bovino tipo B y de la espuma 15Gb‐ 0.75 a 2 horas y 12 días de reacción. El espectro correspondiente a la gelatina pura muestra las  bandas  de  extensión  de  la  amida  (N‐H)  A  y  B  respectivamente  a  3274  y  3047  cm‐1.  Posteriormente  a  2920  cm‐1  se  observa  la  banda  de  extensión  de  los  aminoácidos  (C‐H),  seguida a 1647 cm‐1 por la banda de la amida I del enlace C=O y finalmente a 1527 cm‐1 por la  banda de la amida II de la gelatina, correspondiente a la estructura helicoidal [24]. 

    Figura 5.30: Espectros IR de absorbancia correspondientes a la gelatina bovina tipo B pura y a  la espuma 15Gb‐0.75 después de 2 horas y 12 días de reacción por inmersión en disolución de  Ringer a 37 C.    La mayoría de las bandas de gelatina se solapa con las bandas de CDHA de la espuma fraguada,  sin embargo, la banda a 1527 cm‐1 es única para la amida II de la gelatina y puede observarse  tanto  en  el  compuesto  15Gb‐0.75  fraguado  durante  2  horas  y  12  días.  No  obstante,  la  intensidad es mayor al tiempo corto de inmersión. Este resultado prueba de forma cualitativa  la presencia del biopolímero en la estructura a pesar de que en las imágenes de MEB a 12 días  mostradas  en  la  figura  5.26  no  se  observe.  Por  último,  los  espectros  correspondientes  a  la  espuma 15Gb‐0.75, muestran las bandas de la HA y de la CDHA que reafirman la hidrólisis del  ‐TCP observada por difracción de rayos X.  

La  figura  5.31  muestra  los  espectros  IR  de  la  gelatina  pura,  el  extracto  de  soja  puro  y  de  la  espuma  20S‐5Gb‐0.55  a  2  horas  y  12  días  de  reacción.  El  espectro  IR  correspondiente  al  extracto  de  soja  se  puede  tratar  como  si  fuese  la  suma  del  espectro  correspondiente  a  la  gelatina más el espectro correspondiente al alginato, debido a que es una mezcla de proteínas  y carbohidratos; sin embargo, no corresponde a la mezcla real de ambos componentes. En la  imagen se observa la banda a 3370 cm‐1 correspondiente a las extensiones de los grupos OH, la  banda  a  2920  cm‐1  correspondiente  a  las  extensiones  de  los  enlaces  C‐H,  la  banda  a  1735  correspondiente a la amida I de la proteína (C=O), la banda a 1600 cm‐1 correspondiente a los  enlaces  C‐C,  la  banda  a  1410  cm‐1  correspondiente  los  grupos  COO‐  de  la  fracción  de  carbohidratos del extracto de soja, la banda a 1236 cm‐1 correspondiente a los grupos OH en  los  anillos  fenólicos  de  las  isoflavonas  y  finalmente  las  bandas  a  1110  y  1040  cm‐1  correspondientes respectivamente a las extensiones de los enlaces C‐O y C‐O‐C [24].  

Figura  5.31:  Espectros  IR  de  absorbancia  correspondientes  a  la  gelatina  bovina  tipo  B,  el  extracto  de  soja  y  a  la  espuma  20S‐5Gb‐0.55  después  de  2  horas  y  12  días  de  reacción  por  inmersión en disolución de Ringer a 37 C. 

La  gelatina  y  el  extracto  de  soja  se  distinguen  fácilmente  a  través  de  las  bandas  de  soja  situadas a 1110 y 1040 cm‐1, sin embargo, ambas se superponen a las bandas correspondientes  a los fosfatos en la CDHA. Otra diferencia entre el extracto de soja y la gelatina es la banda de  la amina II de la gelatina situada a 1527 cm‐1, la cual no se superpone al espectro de la CDHA.  No obstante, debido al bajo contenido de gelatina (2.27 % en peso), la banda de la amina II es  inapreciable en la espuma 20S‐5Gb‐0.55, incluso en la sumergida únicamente durante 2 horas.  Por otro lado, las bandas situadas a 2920 y 1410 cm‐1 tampoco se superponen con las bandas  de  la  CDHA,  pero  también  son  comunes  para  la  gelatina  y  la  soja.  Esta  se  presenta  como  pequeñas  protuberancias  en  los  espectros  de  la  espuma  20S‐5Gb‐0.55,  por  lo  que  se  puede  concluir  que  aún  después  de  12  días  de  inmersión  cierta  cantidad  de  los  biopolímeros  se  mantiene  dentro  del  material.  Sin  embargo,  es  difícil  señalar  si  se  trata  de  la  gelatina,  el  extracto  de  soja  o  la  mezcla  de  ambos.  Además,  los  espectros  de  la  espuma  20S‐5Gb‐0.55  muestran  que  reaccionan  para  formar  CDHA,  puesto  que  tienen  todas  las  bandas  características de este compuesto.