Cristalización isotérmica de poli(-caprolactona) en copolímeros en estrella y ramificados
Resumen
Las propiedades fisicoquímicas en los polímeros semicristalinos dependen, entre otras características, de su estructura química y de las condiciones de cristalización empleadas. Por ejemplo, el tamaño de los cristales, el grado de cristalinidad y la microestructura de las entidades cristalinas formadas pueden modificarse variando las condiciones de cristalización. Por esta razón, el estudio cinético del proceso de cristalización es una herramienta usada para modelar y predecir propiedades físicas finales en polímeros semicristalinos, como así también para cuantificar las barreras de energía asociadas con el proceso de nucleación y crecimiento de cristales. En este trabajo se estudió la cristalización isotérmica de copolímeros en estrella poli(HEMA-g-PCL)3 sintetizados a partir de la combinación simultánea de polimerizaciones por apertura de anillo (ROP) y adición, fragmentación y transferencia reversible de cadena (RAFT), empleando ε-caprolactona (PCL) y 2-hidroxietilmetacrilato (HEMA) monómeros. Los poli(HEMA-g-PCL)3 obtenidos se caracterizaron fisicoquímicamente mediante Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y Cromatografía por exclusión de tamaños (SEC). Mediante Calorimetría diferencial de barrido (DSC) y Análisis termogravimétrico (TGA) se determinaron sus transiciones de fase y su estabilidad térmica. Por otra parte, la cinética de cristalización isotérmica se estudió por DSC comparando PCL homopolímero lineal y los copolímeros sintetizados. Mediante la teoría de Hoffman-Weeks (H-W) se obtuvieron parámetros cinéticos de interés tales como: velocidad de crecimiento y constante de nucleación secundaria. Como resultados más importantes, los poli(HEMA-g-PCL)3 sintetizados exhibieron masas molares comprendidas entre 27.700 y 61.100 g mol-1, con dispersiones (Ð) menores a 1,7. Mediante SEC y FTIR se confirmó la presencia de PCL y PHEMA en los materiales finales. En cuanto a los parámetros evaluados mediante la teoría de H-W, los copolímeros presentaron valores de velocidad de crecimiento global y de constante de nucleación secundaria menores a los obtenidos para el PCL homopolímero lineal como consecuencia de la estructura ramificada final obtenida.
Palabras clave: Síntesis controlada - poli(ε-caprolactona) - poli(2-hidroxietilmetacrilato) - cristalización isotérmica.
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Derechos de autor 2022 María Carolina Giaroli , Franco Leonardo Redondo , Augusto De Freitas, Andrés Eduardo Ciolino , Mario Daniel Ninago
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