Copolimerización catalizada por níquel y fosfina de CO2 y ciclohexilalleno en poliésteres de cadena larga degradables

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Catálisis organometálica
• Materiales sostenibles

Sus antecedentes:

• La copolimerización de dióxido de carbono (CO2) con monómeros insaturados como las olefinas para crear poliésteres basados en CO2 es muy buscada, pero se enfrenta a desafíos termodinámicos y cinéticos.
• El desarrollo de sistemas catalíticos eficientes es crucial para superar estas barreras y permitir la utilización práctica de CO2 en la síntesis de polímeros.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la eficacia de los alenos, específicamente el ciclohexilaleno (CA), como comonomeros para la copolimización de un solo recipiente con CO2.
• Desarrollar un sistema catalizado por níquel para la producción de poliésteres de cadena larga a partir de CA y CO2.
• Investigar la influencia del ligando y el disolvente en el proceso de copolimerización y las propiedades del polímero.

Principales métodos:

• Se utilizó un complejo de diarilfosfina níquel-bidentato para catalizar la copolimización estadística de ciclohexilalleno (CA) y dióxido de carbono (CO2).
• Se emplea un mecanismo de reacción que incluye adición oxidativa, inserción de coordinación y eliminación reductiva.
• Los ligandos y disolventes de fosfina variados sistemáticamente para optimizar la inserción de CO2 y aleno en el centro de níquel, facilitando la propagación de la cadena.

Principales resultados:

• Logró la síntesis de poliéster de cadena larga P ((CA-co-CO2) con enlaces de éster ampliamente espaciados.
• Demostró que la sintonización del ligando de fosfina y el disolvente tiene un impacto significativo en la inserción de CO2 y aleno, impulsando un crecimiento eficiente de la cadena.
• Se observa una mayor degradabilidad en P ((CA-co-CO2) tras la incorporación de CO2, al tiempo que se mantiene una alta estabilidad térmica y una temperatura de transición de vidrio en comparación con el homopolímero de aleno.

Conclusiones:

• El ciclohexilalleno (CA) es un comonomero eficaz para la copolimización catalítica con CO2, que ofrece una nueva ruta para los poliésteres basados en CO2.
• El proceso catalizado por níquel (0) permite la síntesis controlada de polímeros con propiedades sintonizables.
• La incorporación de CO2 en la columna vertebral del polímero mejora la degradabilidad sin comprometer el rendimiento térmico, destacando el potencial de los materiales sostenibles.