Síntese e caracterização do copolímero termossensível poli(acrilamida-co-acrilonitrila) com temperatura crítica superior de solução (UCST)

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Data

2023-01-09

Autores

Lima, Driely da Silva

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Os polímeros termossensíveis apresentam um grande potencial em distintas aplicações, principalmente para liberação de fármacos. A mudança de temperatura promove mudanças na solubilidade destes polímeros. Os polímeros com uma temperatura crítica superior de solução (UCST) apresentam uma conformação enovelada (parcialmente solúvel) abaixo de uma determinada temperatura crítica (TC) e uma conformação estendida (solúvel) acima da TC. Os copolímeros poli(acrilamida-co-acrilonitrila), poli(AAm-co-AN) apresentam comportamento UCST controlável pela proporção dos monômeros acrilonitrila (AN) e acrilamida (AAm) na cadeia final. Neste trabalho foi realizado a síntese do poli(AAm-co-AN) pela metodologia de polimerização em cadeia via radicais livres com rendimento de 73,2 %. A formação do copolímero foi confirmada pelas técnicas de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H. A partir do espectro de RMN foi obtido o teor dos monômeros AAm e AN na cadeia do copolímero (%AN = 17 %). A massa molar do copolímero obtida pela técnica de cromatografia de permeação em gel (GPC) foi de Mn = 7,04 KDa (Mw / Mn = 2,4). O comportamento térmico do poli(AAm-co-AN) foi investigado por Termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) das quais foram obtidas a temperatura de estabilidade térmica (145 °C) e temperatura de transição vítrea (Tg = 48 °C). O comportamento termossensível foi estudado pela técnica de espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-Vis), pela qual foi monitorada a transmitância da solução do polímero em função da temperatura em diferentes taxas de aquecimento. Os valores de TC encontrados empregando as taxas de aquecimento de 1 °C min-1 e 2 °C min-1 foram 31 °C e 28°C, respectivamente. Desta forma, a metodologia de síntese empregada foi adequada para obtenção do copolímero poli(AAm-co-AN) com comportamento UCST acima da temperatura ambiente.
Thermosensitive polymers have great potential in different applications, especially for drug release. Temperature change promotes changes in the solubility of these polymers. Polymers with an upper critical solution temperature (UCST) have an globular conformation (partially soluble) below a certain critical temperature (TC) and an extended conformation (soluble) above the Tc. The copolymers poly(acrylamide-co-acrylonitrile), poly(AAm-co-AN) exhibit UCST behavior controllable by the proportion of the monomers acrylonitrile (AN) and acrylamide (AAm) in the final chain. In this work, the synthesis of poly(AAm-co-AN) was performed by the free radical chain polymerization methodology with 73.2% yield. The formation of the copolymer was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and 1H nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. From the NMR spectrum the content of AAm and AN monomers in the copolymer chain was obtained (%AN = 17 %). The molar mass of the copolymer obtained by gel permeation chromatography (GPC) technique was Mn = 7.04 KDa (Mw / Mn = 2.4). The thermal behavior of poly(AAm-co-AN) was investigated by thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) from which the thermal stability temperature (145 °C) and glass transition temperature (Tg = 48 °C) were obtained. The thermosensitive behavior was studied by the ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy technique, by which the transmittance of the polymer solution was monitored as a function of temperature at different heating rates. The Tc values found employing the heating rates of 1 °C min-1 and 2 °C min-1 were 31°C and 28°C, respectively. Thus, the synthesis methodology employed was suitable for obtaining the poly(AAm-co-AN) copolymer with UCST behavior above room temperature.

Descrição

Palavras-chave

Acrilamida, Acrilonitrila, Polímeros, Soluções polimericas, Copolímeros

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