Uso de complexos de ferro e titânio com ligantes O-doadores na catálise da síntese de polímeros biodegradáveis

• Autor(a) principal: Egevardt, Cristiano
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1884/34503

Resumo: Polilactídeos são polímeros biodegradáveis e biocompatíveis obtidos a partir de recursos renováveis agrícolas como a cana de açúcar. O interesse nestes polímeros está relacionado as suas aplicações diversas na área biomédica, ambiental e de embalagens. Entre os iniciadores mais empregados para a polimerização dos lactídeos destacam-se os complexos metálicos, pois em geral, permitem um bom controle do processo de polimerização. Neste trabalho, foram empregados alcóxidos homo e heterometálicos de ferro e titânio por serem considerados metais de menor toxicidade. Os ensaios de polimerização foram realizados com os complexos [Ti3(OiPr)11][FeCl4] (A), [Fe5Cl5(?5-O)(?-OiPr)8] (B) e [FeCl{Ti2(OiPr)9}] (C) empregando os monômeros L- e rac-lactídeos. Os estudos foram realizados em massa e em solução avaliando a influência de variáveis como a razão [monômero]:[iniciador], a temperatura e o tempo de reação. Os polímeros foram caracterizados por IV, Raman, RMN de 1H e 13C, difratometria de raios X de pó, GPC, DSC, RPE e espectroscopia eletrônica. O iniciador A apresentou atividade na polimerização em massa do L-lactídeo e do rac-lactídeo, obtendo-se polilactídeos com massas molares próximas a 30.000 g·mol-1 em rendimentos acima de 80%. Na polimerização do rac-lactídeo foi observada uma tendência heterotática de 55%. O acompanhamento cinético da polimerização do rac-lactídeo mostrou que a reação é rápida. Os valores determinados para a kp e Ea foram 0,242 min-1 (130 °C) e 13,23 kJ·mol-1, respectivamente. Neste sistema a atividade do iniciador foi atribuída aos centros de titânio(IV). O complexo B foi avaliado como iniciador da polimerização do rac-lactídeo e foi ativo na polimerização em massa, sendo requeridos tempos de cerca de 4 horas para que bons rendimentos fossem observados. Este sistema gerou polímeros com uma maior tendência a formação de cadeias heterotáticas com preferência de 60% e massa molar de até 30.000 g·mol-1. O complexo C também foi ativo na polimerização em massa do rac-lactídeo. Sua atividade foi similar ao complexo A, porém rendimentos superiores foram obtidos, observando-se um rendimento de 76% e massa molar de 24.600 g·mol-1 em apenas 15 minutos de reação. Nos três sistemas avaliados o processo de polimerização ocorreu via abertura do anel do éster cíclico através do mecanismo de coordenação-inserção. Os três iniciadores avaliados mostraram melhores resultados para o método de polimerização em massa, permitindo que as reações se completem em baixos tempos.