Modulación de la longitud de nanocintas autoensambladas de PS-b-PEO

JESSICA GUTIERREZ GONZALEZ; WALTER F. SCHROEDER; ILEANA A. ZUCCHI

Encuentro; VII ENCUENTRO ARGENTINO DE MATERIA BLANDA; 2021

Universidad de Buenos Aires

Resumen del trabajo:Ha habido mucho interés en el autoensamblaje de nanomateriales blandos en solución, debido al deseo de emular la exquisita estructura y función de los equivalentes de la naturaleza (enzimas, virus y ADN).1 Con este fin, se ha demostrado que es posible obtener materiales nanoestructurados mediante el autoensamblaje de moléculas anfifílicas como los copolímeros en bloque (CPB).2 Esta metodología implica la microseparación en fases, la matriz del polímero actúa como un solvente selectivo de un bloque, dando lugar a que el bloque insoluble forme agregados de tamaño nanométrico que son estabilizados por el bloque soluble formando la corona micelar.3 En este estudio, se demostró que es posible modular la longitud de las nanoestructuras semicristalinas inmersas en una matriz polimérica, obteniendo distribuciones monodispersas. Para ello, se disolvió poliestireno en bloque con óxido de polietileno (PS-b-PEO) al 10% en peso en monómero estireno (St). La mezcla se fotopolimerizó a temperatura ambiente, alcanzando la vitrificación en 4 días. Inicialmente los dos bloque, PS y PEO, son miscibles en el monómero St, durante la polimerización el bloque PEO se separa en fases resultando en nanoestructuras autoensambladas por el mecanismo de separación en microfases inducido por polimerización. Luego se realizo un recocido a temperaturas por debajo de la temperatura de fusión del núcleo micelar con el fin de promover el autoensamblado inducido por cristalización. Se emplearon las siguientes técnicas para caracterizar las muestras: Microscopia electrónica de transmisión (TEM), Calorimetría diferencial de barrido (DSC) y Cromatografía por exclusión de tamaño (SEC).Se realizo una caracterización térmica a los materiales conteniendo CPB al 10 % p/p recocido a 5 °C y 20 °C, en el primer calentamiento se observó un pico endotérmico atribuido a la fusión de los cristales del bloque PEO. La presencia de cristales de PEO, correspondientes al núcleo de las nanocintas, permite inferir que la elongación micelar ocurre a través del mecanismo conocido como autoensamblado inducido por cristalización. Las micrografías demostraron la presencia de nanocintas dispersas en la matriz de PS con longitud promedio (Ln) de 297 nm y de 674,5 nm, respectivamente (Tabla 1). Se evidenció que al aumentar la temperatura de recocido la longitud promedio aumentó más de dos veces, mientras que el índice de polidispersidad incrementó sólo una décima. Los histogramas de las longitudes de las micelas, se calcularon mediante el software ImageJ? a través de micrografías TEM. Esto indica, efectivamente, que es posible modular la microestructura del material con la metología empleada. 1. 2. Royston, J. P. A. Fairclough and A. J. Ryan, Polymer, 49, 4475?4488, 2008. 3.Insertar las referencias al final, empleando el formato: Gibbs, J.W., American Journal of Science, 1878, 96, 441-458