In this research, a study of polyacrylamide (PAAm) hydrogel is presented, starting from the unhydrated polymer and reducing the size of its particles to characterize it with the primary objective of obtaining its thermal diffusivity. The size reduction process using the ball milling method is described in detail. Subsequently, several samples of PAAm hydrogel with different volumetric percentages of the polymer are prepared for analysis. The methodology of photothermal techniques is also presented, both in water samples and in PAAm hydrogel samples, focusing on the thermal characterization of this hydrogel. The study evaluates its diffusivity under varying conditions: changes in temperature, changes in the volumetric concentration of the mixtures, and changes in particle size. The technique of Thermal Wave Resonance Cavity (TWRC) is employed, using modulated laser light to generate modulated heat in a sample. A significant variation in the thermal diffusivity of the hydrogel is observed in response to temperature changes, covering a range from 20 °C to 30 °C. Additionally, the impact of the polymer's volumetric concentration in the hydrogel is analyzed, revealing notable variations in thermal diffusivity within a volumetric concentration range of 0% to 0.5%. A direct influence of particle size on the thermal diffusivity of the hydrogel is also identified. The obtained results indicate that this technique, when used for measuring the thermal diffusivity of water, offers good precision, as the results obtained with water as a reference are similar to values already established in the literature. It is concluded that this technique is effective for obtaining the thermal property of PAAm hydrogel, yielding thermal diffusivity values of up to 1.517 x 10-7 m2/s at a temperature of 30 °C.
En esta investigación se presenta el estudio de hidrogel de poliacrilamida (PAAm), partiendo del polímero sin hidratar y reduciendo el tamaño de sus partículas para caracterizarlo con el objetivo principal de obtener su difusividad térmica. Se describe detalladamente el proceso de reducción de tamaño mediante el método de molino de bolas. Posteriormente, se preparan varias muestras del hidrogel PAAm con diferentes porcentajes volumétricos del polímero para el análisis de sus propiedades térmicas. También, se presenta la metodología de técnicas fototérmicas, tanto en muestras de agua como en muestras de hidrogel PAAm, enfocándose en la caracterización térmica de este hidrogel, evaluando su difusividad en condiciones variables: cambio de temperatura, cambio en la fracción volumétrica de las mezclas y cambios en el tamaño de las partículas. Se emplea la técnica de cavidad de ondas térmicas (TWRC, por sus siglas en inglés), utilizando una luz láser modulada para generar calor en una muestra. Se observa una variación significativa de la difusividad térmica del hidrogel en respuesta a cambios de temperatura, abarcando un rango desde 20 °C hasta 30 °C. Además, se analiza el impacto de la fracción volumétrica del polímero en el hidrogel, revelando variaciones notables en la difusividad térmica en un rango de fracción volumétrica que osciló entre 0 % y 0.5 %. Asimismo, se identifica una influencia directa del tamaño de las partículas en la difusividad térmica del hidrogel. Los resultados obtenidos indican que esta técnica, cuando se utiliza para la medición de difusividad térmica del agua, ofrece buena precisión ya que los resultados obtenidos teniendo como parámetro el agua son similares a valores ya establecidos en la literatura. Se concluye que esta técnica es eficaz para obtener la propiedad térmica del hidrogel PAAm, obteniendo valores de difusividad térmica de hasta 1.517 x 10-7 m2/s a una temperatura de 30 °C.
