La catálisis conmutable mejora las propiedades de los polímeros derivados del CO2 (poly (carbonato de ciclohexeno) -...

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Catálisis
• Materiales sostenibles

Sus antecedentes:

• La copolimización de dióxido de carbono (CO2) con epóxidos ofrece una vía para valorar el CO2 residual y reducir la contaminación.
• Los policarbonatos de alta masa molar de CO2 existentes, como el policarbonato de ciclohexeno, a menudo carecen de las propiedades mecánicas deseables y muestran fragilidad.
• Los polioles de policarbonato de baja masa molar son comercialmente relevantes para los termofijos y los poliuretanos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo proceso de polimerización catalítica para la síntesis de polímeros de bloque ABA degradables que incorporen dióxido de carbono.
• Crear polímeros derivados del CO2 con propiedades mecánicas mejoradas en comparación con el carbonato de poli (ciclohexeno) existente.
• Explorar el potencial de estos nuevos materiales en diversas aplicaciones.

Principales métodos:

• Se utilizó un nuevo catalizador heterodinuclear organometálico altamente activo Zn{II}/Mg{II}.
• Se utilizó un procedimiento de un solo recipiente, combinando ε-decalactona de base biológica, óxido de ciclohexeno y dióxido de carbono.
• Síntesis de polímeros de bloque de carbonato de ciclohexeno-b-decalactona-b-carbonato de ciclohexeno [PCHC-PDL-PCHC].

Principales resultados:

• Síntesis selectiva y eficiente de polímeros de bloque ABA degradables con una incorporación de CO2 del 6 al 23% en peso.
• Se logró una alta selectividad de CO2 (> 99%) y conversiones de monómeros (> 90%).
• Los polímeros resultantes exhibieron composiciones predecibles, masas molares (38-71 kg mol-1), extremos de la cadena dihidroxila telecélica, buena estabilidad térmica (~ 280 °C), alta tenacidad (112 MJ m-3) y excelente alargamiento en la ruptura (> 900%).

Conclusiones:

• El proceso catalítico desarrollado produce nuevos polímeros de bloque derivados del CO2 con propiedades mecánicas significativamente mejoradas.
• El control preciso de la cantidad y ubicación de CO2 en la cadena de polímeros mejora el rendimiento del material.
• El proceso es versátil, aplicable a varios monómeros y abre caminos para nuevas aplicaciones de polímeros derivados de CO2.