Synthesis and Characterization of Copolymers from Hindered Amines and Vinyl Monomers

Síntesis y caracterización de copolímeros a partir de aminas impedidas y monómeros vinílicos

Se sintetizaron nuevos copolímeros a partir de aminas impedidas y monómeros vinílicos mediante polimerización radical en cadena. Para obtener monómeros poliméricos HALS, acrilamida-(1ATP) y acrilato-(4ATP), se sintetizaron derivados de 2,2,6,6-tetrametilpiperidina y 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinol. La polimerización en cadena radical de 1ATP con estireno (Sty) utilizando 1-butanotiol (BTN) dio lugar a un copolímero con 95 unidades de Sty y 15 unidades de 1ATP. La polimerización en cadena radical de 1ATP y acetato de vinilo (VAc) sólo ha producido un homopolímero de 1ATP. 

En la polimerización en cadena de 4ATP con Sty o VAc, el átomo de hidrógeno unido al nitrógeno de 4ATP es lo suficientemente lábil como para originar otro radical en este sitio. El impedimento estérico impuesto por los grupos metilo en este sitio de unión dificulta su reacción con otras especies de propagación y la formación de un copolímero o de una estructura de red dependerá del tamaño del grupo colgante en el monómero de vinilo.

INTRODUCCIÓN

Una de las principales desventajas de los materiales poliméricos en relación con otras clases de materiales es su baja estabilidad ante la radiación ultravioleta (UV). La degradación sufrida por estos materiales cuando se exponen a condiciones ambientales puede ir desde una simple decoloración superficial que afecta el atractivo estético de un producto hasta pérdidas extensas de propiedades mecánicas, lo que limita severamente su rendimiento.

Existen numerosas vías para aumentar la resistencia de los polímeros al daño causado por la exposición a la intemperie. La mezcla de derivados de HALS (estabilizadores de luz de amina de ciclohexilo) derivados de 2,2,6,6-tetrametilpiperidina en polímeros en estado fundido es una de las vías más eficientes para estabilizar los polímeros contra la radiación ultravioleta. Se ha dedicado mucho esfuerzo a comprender los mecanismos involucrados en la estabilización de los polímeros por HALS. La captura de radicales alquilo y peroxilo formados durante la degradación del polímero por radicales nitroxilo se considera el mecanismo habitual por el cual HALS inhibe la oxidación del polímero. La estructura de estas aminas se altera cuando se exponen a la radiación UV y en presencia de oxígeno, produciendo radicales nitroxilo. Sin embargo, los mecanismos de estabilización por HALS pueden ser más complejos e involucrar la extinción de complejos polímero-oxígeno excitados por HALS-oxígeno y la formación de complejos de transferencia de carga (CTC) entre radicales peroxilo y HALS.

Independientemente del mecanismo de fotostabilización asumido, la regeneración de los radicales nitroxilo no es completa y es responsable, en parte, de la disminución de la eficiencia de HALS y la deterioración de las propiedades del polímero. La pérdida física es otro factor que contribuye a reducir la eficiencia de los fotostabilizadores.