Elastómeros termoplásticos ultraduros basados en polihidroxialcanoatos sustituidos por cicloalquilo químicamente...

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Materiales sostenibles
• El reciclaje químico

Sus antecedentes:

• El reciclaje químico de polihidroxialcanoatos (PHAs) a los monómeros de propiolactona se enfrenta a desafíos debido a la alta tensión del anillo y las reacciones secundarias.
• El desarrollo de rutas eficientes y sostenibles para la recuperación de monómeros de PHA es crucial para los principios de la economía circular.

Objetivo del estudio:

• Diseñar un nuevo monómero de propiolactona con mayor reactividad para la polimerización de apertura de anillos y la despolimerización eficiente.
• Explorar el potencial de este nuevo monómero en la síntesis de elastómeros termoplásticos de alto rendimiento (TPE).

Principales métodos:

• Diseño y síntesis de la α-spiro-ciclohexil-propiolactona (SHPL).
• Polimerización de apertura de anillo de SHPL con baja carga de catalizador (<1 ppm).
• Despolimerización del polihidroxi-2-espiro-ciclohexilpropionato (P3HSHP) obtenido.
• Copolimización de SHPL en un solo recipiente con ε-caprolactona (CL) para crear TPE.

Principales resultados:

• SHPL exhibe una alta reactividad en la polimerización de apertura de anillos.
• El P3HSHP demuestra una alta estabilidad térmica (Td = 364 °C, Tm = 272 °C) y puede despolimerizarse a SHPL con un rendimiento del 86% sin productos secundarios.
• Los copolímeros gradientes de CL y SHPL (P(CL2000-grad-SHPL500)) muestran propiedades superiores del TPE: resistencia a la tracción (58,8 MPa), extensibilidad (1959%), tenacidad (600 MJ/m3) y recuperación elástica (>90%).

Conclusiones:

• El nuevo monómero SHPL supera los desafíos en el reciclaje de PHA a base de propiolactona.
• SHPL facilita la creación de elastómeros termoplásticos sostenibles de alto rendimiento.
• Este avance apoya el desarrollo de materiales avanzados para una economía circular.