Abstract An overview perspective of the potential of chitin and chitosan biopolymers to promote economically and environmentally sustainable development poles, which could be exploited especially in developing countries, is presented. Their following advantages have been considered and briefly outlined: (i) the natural sources of chitin have a wide distribution on the entire planet and are usually accessible as inexpensive waste materials; (ii) the great versatility of these materials, with applications in diverse fields such as agriculture, water treatments, food industry, environment, petroleum, healthcare, energy, technology, etc., with some trials conducted even off-planet; (iii) the production and use of these materials could promote advances in the endogenous capacity of some countries to create own technologies and generate products and applications, basic and advanced, in sensitive sectors, i.e., health services, food, water treatments, etc., in addition to promoting the necessary integration of the academic sector with other sectors such as industry and business. poles presented outlined i (i ii (ii agriculture treatments environment petroleum healthcare energy technology etc etc. offplanet off off-planet iii (iii advanced ie e i.e. services business i.e

El transporte de moléculas de agua hacia el interior de los hidrogeles durante su hinchamiento tiene una importancia significativa en diferentes campos de la ciencia y la ingeniería, tales como medicina, medio ambiente y agricultura. Usando las definiciones dadas por Crank y Karadag et al. se estudió el mecanismo de penetración del agua hacia el interior de hidrogeles basados en acrilamida (AAm), anhídrido maleico (AnhM) y N,N´-metilenbisacrilamida (NNMBA). Se determinó que el índice de hinchamiento (H) y la velocidad de hinchamiento inicial (Vi) del hidrogel AAm/AnhM, con 1% de NNMBA, aumentaron significativamente de 27 a 676 y de 0,0331 a 0,3294 min-1, respectivamente, con el aumento del contenido de AnhM en la mezcla de reacción inicial de 0 a 20%. Ello ocurre debido a la presencia creciente de grupos -COOH aportados por la hidrólisis del AnhM. Las mediciones de H como función de la fracción de grupos -COOH en las diferentes mezclas iniciales de polimerización estudiadas, claramente evidenciaron que su incorporación fue efectiva y que el comportamiento de hinchamiento resultante de la interacción agua/grupos amida (-CONH2) en el hidrogel de poli(AAm) se desvía de la tendencia observada en los hidrogeles de poli(AAm-co-AnhM), donde las interacciones agua/grupos amida (- CONH2) y agua/grupos carboxilos (-COOH) ocurren simultáneamente. Los valores experimentales obtenidos para el exponente difusional (n) están por encima de 0,5; implicando, de acuerdo con la segunda ley de Fick, que el mecanismo de transporte presenta un comportamiento anómalo, el cual surge de la contribución de dos procesos concomitantes: un proceso difusional acompañado simultáneamente por la relajación viscoelástica de las cadenas del polímero. Adicionalmente, mediante el uso de la ecuación combinada de Peppas y Sahlin¸ se demostró que para estos sistemas el proceso difusional del agua contribuye predominantemente sobre el proceso de relajación de las cadenas poliméricas en las etapas tempranas del hinchamiento.

Transport of water molecules towards the interior of the hydrogels during swelling is of significant importance in different fields of science and engineering, such as medicine, environment and agriculture. By using definitions given by Crank and Karadag et al. the mechanism of water penetration into the interior hydrogels prepared from acrylamide (AAm), maleic anhydride (AnhM) and N,N'- methylenebisacrylamide (NNMBA) was studied. It was established that swelling index (H) and initial swelling speed (Vi) of the AAm/AnhM hydrogels with 1% NNMBA increased significantly from 27 to 676 and from 0.0331 to 0.3294 min-1, respectively, when AnhM content in the initial reaction mixture was increased from 0 to 20%. It is postulated that this occurs due to the increasing presence of -COOH groups provided by the hydrolysis of AnhM. The H measurements as a function of the fraction of -COOH moieties in the different initial polymerization mixtures studied, clearly showed that their incorporation was effective and that the swelling behavior resulting from water/amide groups (-CONH2) interactions in the hydrogel of poly (AAm) deviates from the observed trend on the hydrogels of poly (AAm-co-AnhM), where the water/amide groups (-CONH2) and water/carboxyl groups (-COOH) interactions take place simultaneously. Obtained experimental values of the diffusional exponent (n) are above 0.5, implicating, according to Fick's second law, that water transport mechanism exhibits an anomalous behavior which emerge from the contribution of two concurrent processes: a diffusional process simultaneously accompanied by the viscoelastic relaxation of the polymer chains. Additionally, for these systems it was demonstrated by using the combined equation of Peppas and Sahlin that water diffusional process contributes predominantly upon the relaxation process of the polymer chains in the early stages of swelling.

La degradación de quitosano con peryodato de potasio fue estudiada en condiciones acuosas bien controladas (tampón de ácido acético (0,3M)/acetato de sodio (0,2M) y 25ºC) con el fin de establecer cual es el proceso preferencial que ocurre durante los estadios iniciales de la reacción. La despolimerización del polisacárido a través de la hidrólisis de los enlaces glucosídicos parece ser la reacción principal debido a que los espectros de FTIR de las muestras reaccionadas no muestran cambios apreciables pero sus viscosidades y sus trazas de gpc indican un decrecimiento pronunciado del peso molecular. Adicionalmente se realizó un estudio cinético empleando datos viscosimétricos (ecuación de Sano) y el método de las velocidades iniciales, dando como resultado la siguiente ecuación para la velocidad de despolimerización aparente: v = 1.878[quitosano]1,40[IO4 -]0,65

Chitosan degradation with potassium periodate was studied in well controlled aqueous conditions (acetic acid (0.3M)/sodium acetate (0,2M) buffer and 25ºC) in order to establish the preferential process occurring during the initial stages of the reaction. Depolymerization of the polysaccharide through of the hydrolysis of glucosidic bonds seen to be the principal reaction due to FTIR spectra of the reacted samples did not show appreciable changes but their viscosity and gpc traces indicate a pronounced molecular weight decreasing. Additionally, a kinetic study was also carried out - employing viscosimetric data (Sano´s equation) and the initial velocity approach - giving as result the following equation for the depolymerization apparent velocity: v = 1.878[chitosan]1,40[IO4 -]0,65

Enzymatic depolymerization of chitosan (acetylation degree and average viscosimetric molecular weight (Mv) of 0,85 and 310 kDa, respectively) was studied using commercial bromelain. Decrease of the average viscosimetric polymerization degree (X V) was followed in a buffer solution of acetic acid (0,3 M)/sodium acetate (0,2 M) at 25 ºC. Under these experimental conditions it is possible to relate the instantaneous intrinsic viscosity [η] with Mv through the Mark-Houwink-Sakurada equation. Equations of Sano, which allow to compute values of intrinsic viscosity with a single measurement of relative and/or specific viscosity, was employed to obtain instantaneous values of [η], which were also obtained for comparative purpose through an iterative process using Huggins equation. Initial velocity of depolymerization (v o) was obtained from different concentration of chitosan solutions and a fixed bromelain concentration. Michaelis-Menten constant (kM) and maximum velocity (Vm) were obtained using the Lineweaver-Burk representation of the Michaelis-Menten equation for each set of [η] calculated employing the procedures mentioned. Best kinetics parameters for chitosan depolymerization (kM = 3,92x10-7 mol.dL-1; Vm = 9,09x10-8 mol.dL-1.s-1) were obtained when Sano`s equation was employed to calculate [η] values.

Se estudió la despolimerización enzimática de quitosano (grado de acetilación y masa molar promedio viscoso (Mv) de 0,85 y 310 kDa, respectivamente), usando bromelina comercial. La disminución del grado de polimerización promedio viscoso (X V) fue seguida en una solución reguladora de ácido acético (0,3M)/acetato de sodio (0,2 M) a 25 ºC. Bajo estas condiciones experimentales es posible correlacionar la viscosidad intrínseca [η] instantánea con Mv a través de la ecuación de Mark-Houwink-Saturada. La ecuación de Sano, la cual permite obtener valores de viscosidad intrínseca con una sola medida de la viscosidad relativa y/o de la viscosidad específica, fue usada para obtener valores instantáneos de [η], los cuales también fueron obtenidos con propósitos comparativos mediante un proceso iterativo utilizando la ecuación de Huggins. La velocidad inicial de despolimerización (v o) fue obtenida a partir de soluciones con diferentes concentraciones de quitosano y una concentración fija de bromelina. La constante de Michaelis-Menten (kM) y la máxima velocidad (Vm) se obtuvieron usando la representación de Lineweaver-Burk de la ecuación de Michaelis-Menten para cada conjunto de valores de [η] calculados empleando los procedimientos mencionados. Los mejores parámetros cinéticos para la despolimerización del quitosano (kM = 3,92x10-7 mol.dL-1; Vm = 9,09x10-8 mol.dL-1.s-1) se obtuvieron usando la ecuación de Sano.

Se presentan los resultados comparativos del estudio de tres políelectrolitos ensayados como agentes floculantes para la desestabilización de suspensiones acuosas de caolín: quitosano, N,N,N-trimetil-quitosano (TMQ) y poli(cloruro de acriloxi-etil-trimetilamonio) (Q9). En el caso del quitosano se observó una fuerte perturbación del sistema por el exceso de ácido que normalmente se añade para solubilizarlo. El TMQ mostró una excelente capacidad de floculación, comparable a la del polímero comercial Q9, aún cuando su densidad de carga es menor. Por otro lado, se muestra claramente la perfecta correlación entre la densidad de carga de estos materiales y la cantidad necesaria para llevar los sistemas a carga cero.

Abstracts Chitosan, N,N,N - trimethylchitosan (TMC) and poly (acryloxy - ethyl - trimetheylammoniun chloride) (Q9) have been evaluated as flocculant agents in aqueous caolin suspensions. A comparative study of these flocculant aggents in un-stabilized kaolin susspension is reported. A strong disturbance of the system was observed when chitosan was employed due to the excess of acid normally employed to solubilize it. The TMC showed an excellent flocculation capacity comparable to commercial polymer Q9, even though TMc charge density is smaller. On the other hand, agood correlation between charge density and the ammount required to induce in the systema zero charge was obtained.