Polimerização por abertura de anel mediada por líquido iônico BMIFE2CL7

Abstract

A síntese de novos materiais poliméricos atrai continuamente o interesse de pesquisadores de indústrias químicas e farmacêuticas para melhorar os polímeros e desenvolver metodologias novas e mais eficientes. A necessidade de polímeros biodegradáveis e biocompatíveis estimula muito esforço para encontrar novas rotas para síntese deste material por uma via de polimerização mais segura com menor tempo de reação e temperaturas amenas. Neste contexto, os líquidos iônicos aparecem como um catalisador promissor para a produção de poliésteres alifáticos, no entanto, pesquisas sobre a polimerização de poliésteres alifáticos catalisados por líquidos iónicos ainda são escassas. Diante o exposto, o objetivo do presente estudo foi investigar a síntese da policaprolactona (PCL) catalisada por BMI.Fe2Cl7 por diferentes técnicas de polimerização (massa, precipitação e solução). A polimerização em massa foi analisada para verificar o efeito de diferentes proporções de catalisador: monômero, tempo de reação, atmosfera inerte, purificação e remoção da umidade do monômero. Foi verificado que é possível sintetizar o PCL por abertura de anel com proporção catalisador:monômero baixa, 1:1000, sendo alcançados valores de massa molar numérica média de até de até 12 kDa e índices de polidispersão em torno de 1.3 a 70 °C em 4h. Adicionalmente foi avaliada a viabilidade técnica de realizar esta polimerização catiônica em solução ou em água (por precipitação) e como resposta, obteve-se PCL em condições reacionais amenas, com baixa concentração de iniciador e aunsência de um co-iniciador.

Abstract : The synthesis of new polymeric material continuously attracts the interest of researchers from chemical and pharmaceutical industries to improve the polymers and to develop new and more efficient methodologies. The necessity for biodegradable and biocompatible polymers stimulates great efforts to find new synthesis routes for this material by a safer polymerization procedures with lower reaction times and mild temperatures. In this context ionic liquids appear as a promising catalyst for the production of aliphatic polyesters, however researches involving the polymerization of aliphatic polyesters catalyzed by ionic liquids are still scarce. In this context the objective of the present study was to investigate the synthesis of polycaprolactone (PCL) catalyzed by BMI.Fe2Cl7 using different polymerization techniques (bulk, precipitation and solution).The bulk polymerization was analyzed to verify the effect of different catalyst:monomer proportions, reaction times, absence of inertization, purification and removal of monomer moisture. It was verified that it is possible to synthesize the PCL by ring opening polymerization with a molar catalyst:monomer ratio as low as 1: 1000, reaching number average molar mass values of up to 12 KDa and polydispersion indices around 1.3 at 70 ° C in 4 hours. In addition, the possibility of performing this cationic polymerization in solution or in water (by precipitation) was evaluated.