Resumen:
Reportamos la síntesis en un solo paso de copolímeros tribloque ABA compuestos por poly(L-lactide) (PLA) como segmentos duros y copolímeros δ-hexalactona/ε-caprolactona (HL/CL) como bloque medio blando. El uso de un catalizador basado en Fe(II), ambientalmente benigno, altamente activo y “vivo”, permitió un diseño molecular preciso y control sobre la arquitectura del copolímero, proporcionando copolímeros estadísticos HL/CL dihidroxilados, amorfos y de baja Tg, que pudieron extenderse en cadena con l-lactide en el mismo reactor, resultando en copolímeros tribloque poly(L-lactide)-b-(δ-hexalactone-stat-ε-caprolactone)-b-(L-lactide). La ruta sintética en un solo paso permitió controlar la composición y longitud de los bloques, obteniendo perfiles de propiedades del material que van desde elastómeros suaves similares a silicona, hasta cauchos tipo SBS y PLA reforzado. Finalmente, se logró un reciclaje químico eficiente hacia los monómeros originales con más del 90 % de recuperación mediante despolimerización térmica catalítica bajo condiciones suaves.
[…]
Conclusiones:
En este trabajo se demostró que la combinación de catálisis basada en hierro y una estrategia de síntesis en un solo paso permite la obtención eficiente de copolímeros tribloque ABA, compuestos por segmentos duros semicristalinos de poly(L-lactide) (PLA) y bloques medios amorfos de copolímeros estadísticos δ-hexalactona/ε-caprolactona. El uso de lactonas δ-sustituidas, disponibles a escala industrial, permitió preparar bloques medios amorfos de baja Tg, fundamentales para elastómeros termoplásticos de alto desempeño. Los copolímeros tribloque sintetizados mostraron propiedades mecánicas altamente modulables, desde elastómeros suaves tipo silicona con baja rigidez y alta extensibilidad, hasta cauchos tipo SBS con alta resistencia a la tracción y excelente recuperación elástica, e incluso PLA reforzado con mayor contenido de bloques duros, exhibiendo rigidez y resistencia al impacto mejoradas. Además, se confirmó la reciclabilidad química de estos materiales, logrando la recuperación casi cuantitativa de los monómeros mediante despolimerización catalítica en condiciones suaves, validando su potencial para un diseño circular de materiales y el cierre del ciclo de vida polimérico. Este estudio evidencia que las lactonas δ-sustituidas constituyen una plataforma versátil para el desarrollo de elastómeros termoplásticos renovables, reciclables y de alto desempeño, abriendo camino hacia alternativas sostenibles frente a los elastómeros fósiles y destacando la necesidad de futuras investigaciones para ampliar la biblioteca de monómeros, optimizar las condiciones de reciclaje químico y profundizar en la relación composición-propiedad.
Consulte el artículo completo en este enlace.
Información tomada y traducida del artículo científico publicado en ACS Polymers.
Imagen tomada del artículo.