Efectos de la radiación de microondas en la polimerización, estructura y propiedades de polímeros acrílicos

• Autores: Oberti, Tamara Gisela
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Cortizo, María Susana; Alessandrini, José Luis
• Materia: Ciencias Exactas; Química; Polímeros; Acrilatos; Radiación
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

En el presente trabajo se detalla la síntesis radicalaria y caracterización de homopolímeros y copolímeros acrílicos empleando una fuente de energía alternativa al calentamiento térmico convencional como es la energía de microondas. Dichas polimerizaciones fueron realizadas bajo diferentes condiciones experimentales con el objetivo de evaluar el efecto de las variables experimentales. Se detalla la síntesis de acrilato de p-nitrobencilo (ANB) mediante esterificación de Fischer y su homopolimerización. La característica más sobresaliente de este monómero es la lenta cinética de polimerización y el bajo peso molecular promedio obtenido, en comparación con el comportamiento observado para otros acrilatos. Se demuestra que dicho comportamiento es debido a la transferencia de cadena al monómero. Se presenta el estudio de las propiedades ópticas del poliacrilato de p-nitrobencilo en diferentes solventes, observándose que la introducción del grupo cromóforo nitro como sustituyente en el anillo aromático de la unidad monomérica aumenta la absortividad de los polímeros y realza sus propiedades ópticas. Se estudio la cinética de polimerización del acrilato de 2-etilhexilo bajo condiciones de microondas, obteniéndose polímeros de alto peso molecular e índices de polidispersidad. Además se describe el comportamiento en solución de los polímeros sintetizados mediante viscosidad capilar y rotacional. El estudio de la homopolimerización del acrilato de tetrahidrofurfurilo mostró la formación de fracción gel bajo la mayoría de las condiciones experimentales estudiadas. Se señala que dicha observación podría deberse a las reacciones de transferencia de cadena generadas por la apertura térmica del anillo furfurilo de la unidad repetitiva. Estos resultados son comparados con los de acrilato de bencilo, previamente estudiado. Conjuntamente se presenta el estudio del comportamiento de copolimerización de acrilato de bencilo y acrilato de p-nitrobencilo con fumarato de diisopropilo estudiado bajo calentamiento clásico y energía de microondas. En base a las relaciones de reactividad de los monómeros empleados, se encontró que el polímero sintetizado, poli(acrilato de bencilo -co- fumarato de diisopropilo), presenta un comportamiento de copolimerización similar a una homopolimerización consecutiva de ambos monómeros. En cambio en el caso de poli(acrilato de pnitrobencilo- co-fumarato de diisopropilo) se observó que ambos macro-radicales en crecimiento prefieren adicionar al monómero ANB, pero con una distribución al azar de las unidades monoméricas a lo largo de la cadena polimérica. Se concluye que a mayor polaridad del monómero, mayor es su reactividad bajo condiciones de energía de microondas. Si bien el ANB posee el mayor momento dipolar, su reactividad está gobernada por las reacciones de transferencia de cadena al monómero, por lo que se registró el menor porcentaje de conversión por minuto. Tanto en las síntesis de homopolímeros como en la de copolímeros se ha encontrado que el calentamiento llevado a cabo con energía de microondas produce mayores conversiones y se requiere menor tiempo de reacción que aquellas llevadas a cabo bajo calentamiento térmico.
Doctor en Ciencias Exactas, área Química
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Exactas