Síntese, caracterização e degradação biológica de copolímeros poli(ácido lático-b-estireno) e poli(ácido lático b-metacrilato de metila)

Abstract

Neste estudo, foi realizada a síntese dos copolímeros em bloco de poliestireno (PS) e poli(metacrilato de metila) (PMMA) com poli(ácido lático) (PLA). Primeiramente, foi realizada a síntese do PLA-Br pela abertura de anel do D,L-lactídeo, empregando o iniciador bifuncional, 2,2,2-tribromoetanol. Por apresentar terminação halogenada, o PLA-Br foi utilizado como macroiniciador da polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) dos monômeros estireno (St) e metacrilato de metila (MMA), utilizando CuBr/PMDETA como complexo catalítico. Homopolímeros de PS e PMMA foram sintetizados por ATRP nas mesmas condições que os copolímeros PLA-b-PS e PLA-b-PMMA, respectivamente, para serem utilizados como comparativos em análises térmicas, mecânicas e de biodegradação. Os produtos foram caracterizados quanto à sua estrutura, composição, propriedades térmicas e mecânicas, por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H), cromatografia de permeação em gel (GPC), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e resistência mecânica à flexão. A biodegradabilidade dos materiais foi verificada por massa residual, microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), GPC, TGA, DSC e infravermelho (IV). A síntese dos copolímeros em bloco via ATRP utilizando PLA-Br como iniciador foi possível, obtendo materiais mais rígidos e com maior estabilidade térmica quando comparados com seu macroniciador. A biodegradação dos copolímeros não foi observada no período de 120 dias.

In this study the synthesis of block copolymers of polystyrene (PS) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(lactic acid) (PLA) was performed. Firstly, PLA-Br was synthesized by ring opening of D, L-lactide using a bifunctional initiator, 2,2,2-tribromoethanol. By presenting halogenated termination, the PLA-Br was used as macroinitiator for atom transfer radical polymerization (ATRP) of styrene (St) and methyl methacrylate (MMA) using CuBr / PMDETA as catalytic complex. PS and PMMA homopolymers were synthesized by ATRP under the same conditions as PS-b-PLA and PLA-b-PMMA copolymers, respectively, for use as a comparison in thermal, mechanical and degradation analyses. The products were characterized by their structure, composition, mechanical and thermal properties by nuclear magnetic resonance (NMR), gel permeation chromatography (GPC), thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and flexural strength. The biodegradability of the materials was verified by residual mass, optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), GPC, TGA, DSC and infrared (IR). The synthesis of the block copolymers via ATRP using PLA-Br as initiator was possible, obtaining tougher materials with improved thermal stability compared to the macroniciator. The biodegradation of copolymers was not observed in 120 days.