Síntesis de un silsesquioxano funcionalizado con grupos amino y metacrilato. Empleo como agente de entrecruzamiento / coiniciador en fotopolimerización.

DIANA P. FASCE; MARÍA L. GÓMEZ; ROBERTO J. J. WILLIAMS; ROSA ERRA-BALSELLS; M. KANIZ FATEMA; HIROSHI NONAMI

Lima, Peru

Congreso; XI SIMPOSIO LATINOAMERICANO Y IX CONGRESO IBEROAMERICANO DE POLÍMEROS; 2008

En este trabajo se desarrolla la síntesis y caracterización de un silsesquioxano (SSO) funcionalizado con grupos amino y metacrilato, y se estudia su aplicación como coiniciador / agente de entrecruzamiento en reacciones de fotopolimerización. La presencia de grupos amino libre permitirá aumentar la solubilidad en agua del SSO funcionalizado, obteniéndose un monómero multifuncional que contiene el co-iniciador, es estable fotoquímicamente y soluble en solventes de bajo impacto ambiental. Por adición posterior de un sensibilizador adecuado, se producirá la iniciación fotoquímica de la reacción en cadena que conduce a la polimerización de los grupos metacrilato o la co-polimerización con otros monómeros solubles en agua como 2-hidroxietilmetacrilato (HEMA) y acrilamida (AAm). Estos últimos resultan particularmente interesantes por su capacidad para formar hidrogeles. La síntesis del SSO se llevó a cabo en dos etapas: 1- modificación de un diaminosilano [ N-(2-aminoetil)3-aminopropiltrimetoxisilano, AEAPTMS) por reacción con glicidilmetacrilato (GMA) 2- condensación hidrolítica del producto de la etapa 1, en la cual los grupos amino actúan como catalizadores. El producto de hidrólisis se caracterizó por UVMALDI-TOF [1]. Del análisis de los espectros surge que el polisilsequioxano es principalmente una mezcla de oligómeros (dímeros, trímeros, tetrámeros) con estructura lineal, si bien de la pérdida de agua detectada en el caso de los dímeros se infiere la formación de ciclos intramoleculares. En algunas especies se observó también la pérdida de ácido metacrílico, ocurrida por hidrólisis parcial de los grupos éster durante la disolución del silsesquioxano en agua, hecho que fue confirmado siguiendo la evolución del pH de la solución. Ensayos de fotopolimerización de HEMA en medio acuoso mostraron que el SSO sintetizado es eficiente como coiniciador de la misma empleando Safranina, un colorante ya caracterizado capaz de absorber luz visible [2]. En ausencia del colorante o del coiniciador (SSO) no se produjo reacción. En base a estos resultados, se utilizó el SSO como coiniciador y agente de entrecruzamiento para la obtención de hidrogeles a partir de HEMA y AAm. Ésta se llevó a cabo en medio acuoso irradiando con luz visible.Se estudió la respuesta de los hidrogeles a los cambios de pH, observándose un incremento en la capacidad de hinchamiento con el aumento de pH. El comportamiento frente al pH es atribuido a la hidrólisis de los grupos amida del copolímero en medio fuertemente básico, generando aniones carboxilato, los que por repulsión electrostática producen el incremento en la capacidad de hinchamiento. La misma se conserva intacta luego de varios ciclos sucesivos de hinchamiento/secado. En síntesis, el silsesquioxano funcionalizado con grupos amino y metacrilato, resultó eficiente como agente de entrecruzamiento/coiniciador en la fotopolimerización de hidroxietilmetacrilato y acrilamida utilizando safranina como iniciador. Los hidrogeles resultantes mostraron un comportamiento reversible y sensible al PH. Referencias: [1] dell’Erba IE, Fasce DP, Williams RJJ, Erra-Balsells R, Fukuyama Y, Nonami H. J Organomet. Chem 2003;686:42. [2] Gómez ML, Avila V, Montejano HA, Previtali CM. Polymer 2003;44:2875.