Los policarbonatos de alta masa molar como termoplásticos reciclables en circuito cerrado

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Catálisis organometálica
• Materiales sostenibles

Sus antecedentes:

• La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en la fabricación de polímeros es crucial.
• La utilización de dióxido de carbono (CO2) a través de la copolimización de apertura de anillo (ROCOP) ofrece una vía para los policarbonatos derivados de CO2.
• Los catalizadores eficientes para los policarbonatos de alta masa molar y sus relaciones estructura-propiedad siguen siendo insuficientemente investigados.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar catalizadores eficientes para los policarbonatos de alta masa molar a partir del CO2.
• Aclarar las relaciones estructura-propiedad, el procesamiento y la reciclabilidad de estos nuevos policarbonatos.
• Explorar el potencial de los termoplásticos basados en CO2 como alternativas sostenibles.

Principales métodos:

• Desarrollo de un nuevo catalizador organometálico de Mg (II) Co (II).
• Copolimerización de apertura de anillos (ROCOP) de CO2 con varios epóxidos ciclicos.
• Caracterización de los policarbonatos resultantes, incluidos el peso molecular, las propiedades térmicas (Tg, Td) y el comportamiento reológico.
• Evaluación de la reciclabilidad mediante reprocesamiento y despolimerización catalítica.

Principales resultados:

• El catalizador Mg ((II) Co ((II) demostró una alta productividad, una baja tolerancia a la carga y un excelente control de la polimerización.
• Se sintetizaron policarbonatos de alta masa molar (Mn > 100 kg mol-1), incluidos PCHC, PvCHC, PeCHC y PCPC.
• Estos termoplásticos amorfos exhiben altas temperaturas de transición de vidrio (85126 °C) y estabilidad térmica (>260 °C).
• El policíclopenteno carbonato (PCPC) mostró un peso molecular y una viscosidad de entrelazamiento significativamente más bajos en comparación con el PCHC.
• Todos los polímeros sintetizados eran totalmente reciclables a través del reprocesamiento o la despolimerización catalítica.

Conclusiones:

• El nuevo catalizador Mg{II}Co{II} permite la síntesis eficiente de policarbonatos reciclables de alta masa molar a partir del CO2.
• Las propiedades de los materiales sintonizables se pueden lograr variando los sustituyentes del anillo cíclico.
• El PCPC muestra un potencial termoplástico prometedor debido a sus propiedades reológicas favorables.
• El sistema catalítico desarrollado facilita tanto la síntesis de polímeros como la despolimerización selectiva, promoviendo una economía circular para los plásticos.