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Síntesis de Copolímeros injertados mediante iniciadores poliméricos: Estudio sobre el mecanismo de formación de injertos
GRACIELA ELIZABETH MORALES BALADO
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial
Doctorado en tecnología de polímeros
Entre las diferentes arquitecturas macromoleculares, los copolímeros injertados han despertado un gran interés debido a su amplio espectro de aplicaciones, entre las que resaltan su uso como compatibilizantes en mezclas poliméricas y modificadores de impacto. En la literatura se reportan diferentes métodos de síntesis de copolímeros injertados.Los métodos iónicos han sido, tal vez, los más investigados. Sin embargo, éstos presentan grandes desventajas que limitan su explotación a escala industrial: su aplicación a un reducido número de monómeros y sus rigurosas condiciones experimentales. Contrariamente, la polimerización radicálica presenta un campo de aplicación más amplio ya que puede ser empleada para polimerizar la mayor parte de los monómeros vinílicos bajo condiciones experimentales menos estrictas. Sin embargo, la formación de macromoléculas por el método de radicales libres clásico presenta ciertas desventajas. El primer inconveniente de estos sistemas se basa en la tendencia de las especies radicálicas a sufrir reacciones de terminación, las cuales pueden ocurrir por recombinación o desproporcionación. Un segundo inconveniente lo conforman las reacciones de transferencia que pueden ser al solvente, monómero o a las mismas cadenas poliméricas. La combinación de estas reacciones indeseables provocan, en general, una baja quimioselectividad en la polimerización radicálica. En la última década se ha suscitado un creciente interés por las polimerizaciones "vivientes" o "controladas" esencialmente, por su potencial en materia de síntesis de estructuras macromoleculares: copolímeros en bloques, copolimeros en injerto o en estrella, todos éstos con parámetros moleculares bien definidos. La polimerización radicálica controlada se caracteriza (a diferencia de la polimerización radicálica clásica), por iniciar el crecimiento de las cadenas en una etapa de iníciación rápida y transcurrir prácticamente en ausencia de reacciones de terminación y transferencia de cadena, lo que permite un aumento en la quimioselectividad. En este trabajo se estudió la síntesis de copolímeros injertados mediante un proceso radicálico "controlado" empleando para ello macroiniciadores a base de poliestireno o poli(metacrilato de metilo) funcionalizados con grupos 1,2-bis(trimetilsililoxi) tetrafeniletanos, llamados también grupos benzopinacolatos (BPC).
Estos compuestos pertenecen a una nueva clase de iniciadores térmicos que conducen a polimerizaciones en las cuales el peso molecular de las cadenas poliméricas se incrementa en función de la conversión, es decir, se pueden clasificar como polimerizaciones controladas. El uso de estos macroiniciadores con monómeros tales como metacrilato de metilo (MMA), estireno (St), acrilonitrilo (AN) y acrilato de butilo (BuA) condujeron a la síntesis de copolímeros injertados PSt-g-PMMA, PSt-g-P AN, PSt-g-PBuA y PMMA-g-PSt, con gran potencial de aplicación como compatibilizantes en diferentes mezclas poliméricas, modificadores de impacto o como elastómeros termoplásticos. Sin embargo, se observó que el mecanismo de polimerización únicamente pudo ser controlado en un intervalo bajo de conversiones. El contenido de esta tesis consta de las siguientes secciones. En la primera, la sección de antecedentes, se hace una revisión bibliográfica acerca de la importancia de los copolímeros injertados como compatibilizantes en diferentes mezclas poliméricas, así como de los diferentes métodos de síntesis desarrollados hasta el momento, los cuales permiten acceder a este tipo de copolímeros. En la segunda sección se mencionan los reactivos que se emplearon y se describe la forma en que fueron purificados antes de su utilización. Se incluyen también, en forma general, la preparación de los compuestos empleados para la síntesis de los copolirneros injertados así como la síntesis de éstos. En la tercera sección se presentan y discuten los resultados obtenidos en las diferentes etapas de la síntesis de copolímeros injertados mediante el método propuesto: síntesis de monómeros funcionales, síntesis de copolímeros precursores y síntesis de los copolímeros injertados PSt-g-PMMA, PSt-g-PBuA, PSt-g-PAN y PMMA-g-PSt. Al final de esta sección se presentan los resultados obtenidos en el estudio sistemático de uno de estos sistemas en particular, el PSt­g-PBuA, donde se discute sobre el mecanismo de polimerización que tiene lugar en la formación de injertos. En la cuarta sección se presentan las conclusiones generales del trabajo. En la quinta sección se presentan las perspectivas. En la sección sexta se presentan en forma de anexos, espectros, cromatogramas, equipos empleados en las diferentes determinaciones, lista de abreviaturas y finalmente en la séptima sección se reportan las referencias bibliográficas.
1998
Tesis de doctorado
QUÍMICA
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