Síntesis de copolímeros en bloque de p-acetoxiestireno e isopreno mediante polimerización radical libre viva

Synthesis of Block Copolymers from p-Acetoxystyrene and Isoprene by Living Free Radical Polymerization

En este trabajo mostramos la síntesis de homopolímeros y copolímeros dibloque de p-acetoxiestireno e isopreno mediante el uso de un iniciador de radicales libres modificado con TEMPO. Los análisis GPC han mostrado un aumento de las masas molares y de la polidispersidad de los copolímeros en comparación con su homopolímero correspondiente. Se prepararon poli(p-acetoxiestireno-bisopreno) con un buen control de la composición y la masa molar hasta 94.500 u.m.a. Los análisis DSC han mostrado una disminución de la temperatura de transición vítrea de 5-18 °C para el segmento de poli(p-acetoxiestireno) en los copolímeros en comparación con la observada para el homopolímero de origen. La temperatura de transición vítrea del segmento de poliisopreno en los copolímeros se mantuvo similar a las observadas para los homopolímeros (-67 a -55 °C).

INTRODUCCIÓN

Las técnicas de polimerización en vivo no solo son útiles para controlar las masas molares y las distribuciones de masa de los polímeros, sino también para sintetizar copolímeros en bloque. En general, los copolímeros en bloque se sintetizan mediante polimerizaciones iónicas, de apertura en anillo o de coordinación, debido a la naturaleza viva de la cadena polimérica. Copolímeros en bloque típicos como el poli(estireno-b-isopreno) y el poli(estireno-b-butadieno) se preparan a partir de procesos de polimerización aniónica, que requieren monómeros de gran pureza y disolventes en atmósferas libres de oxígeno y humedad. 

Por otro lado, la polimerización por radicales libres es el método preferido por ingenieros y químicos para la producción de polímeros a gran escala debido a su bajo coste y a su mayor flexibilidad en cuanto a las especies de monómeros y la presencia de impurezas. Sin embargo, la síntesis mediante radical libre de copolímeros en bloque ha sido difícil debido a la tendencia de las cadenas que se propagan a sufrir una terminación prematura irreversible. La investigación en este campo en la última década condujo al desarrollo de técnicas de polimerización por radicales «vivos», con el objetivo de sintetizar copolímeros en bloque con una estrecha distribución de masas molares.

Los copolímeros en bloque son una clase única de materiales poliméricos que experimentan una separación de fases de orden nanométrico y tienen una gran variedad de aplicaciones como dispersantes, compatibilizadores y modificadores de la viscosidad. Los monómeros de estireno sustituido son muy interesantes por la posibilidad de preparar polímeros con propiedades fotofísicas y fotoquímicas. El control de la copolimerización del p-acetoxiestireno que da lugar a la formación de copolímeros en bloque sigue estando relativamente inexplorado. Así, hay pocos artículos en la bibliografía que informen de la investigación en esta área.