Nanopartículas de polímeros conjugados como macrofotoiniciadores pancromáticos de polimerización vinílica

CAGNETTA, GONZALO; GALLASTEGUI, ANTONELA; WENDEL, ANA; PALACIOS, RODRIGO E.; GOMEZ, MARIA LORENA; CHESTA, CARLOS A.

Encuentro; XXI ENCUENTRO DE SUPERFICIES Y MATERIALES NANOESTRUCTURADOS; 2022

Recientemente hemos demostrado que las nanopartículas de polímeros conjugados (NPC) de PFO y F8BT (según sus nombres comerciales) son capaces de fotoiniciar la polimerización radicalaria de una extensa serie de monómeros vinílicos en medio acuoso. Estas NPC son biocompatibles, excitables con LEDs azules, no necesitan co-iniciadores, se comportan como macrofoiniadores y muestran apreciables velocidades de fotoiniciación [1]. Las propiedades mencionadas hacen de las NPC, de PFO y F8BT, excelentes candidatas para ser empleadas en la síntesis de materiales poliméricos aplicados en biomedicina tales como: suministro de fármacos, ingeniería de tejidos, implantes prostéticos y en el envasado de alimentos y medicamentos.Reportamos aquí la síntesis y caracterización de cinco nuevas NPC basadas en los polímeros comerciales: PF8TAA, PFOcoMEHPPV, PFOTBT, PCDTBT y PCPDTBT como macrofotoinicadores de polimerización vinílica en medio acuoso. Estos polímeros fueron elegidos porque pueden ser excitados con LEDs comerciales azules, verdes o rojos (excitación pancromática), permitiendo extender el rango de excitación a menores energías.Las nuevas NPC fueron sintetizadas utilizando el método de nanoprecipitación controlada [1,2] y caracterizadas mediante DLS, potencial Z, técnicas espectroscópicas de absorción y emisión de fluorescencia, tiempos de vida y rendimientos cuánticos de fluorescencia. Se estudió también la capacidad de estas NPC como macrofotoiniciadores de polimerización vinílica utilizando LEDs comerciales de distintas longitudes de onda. Los monómeros vinílicos ensayados fueron Acrilamida, Hidroxietil metacrilato, etc. La cinética de polimerización se siguió por FT-NIR, cuantificando el consumo de la banda vinílica (6200-6000 cm-1) en función del tiempo de irradiación. Posteriormente, se llevó a cabo la síntesis de hidrogeles empleando estas nuevas NPC y se realizaron las caracterizaciones para determinar cómo es el comportamiento de cada macrofotoiniciador relacionado a su tamaño nanométrico.Se encontró que la velocidad de polimerización de las NPC depende de su tamaño, coeficiente de extinción molar y tiempo de vida. NPC con elevados coeficientes de extinción molar y tamaño intermedio (⁓30 nm) iniciaran más rápido la polimerización que aquellas que tengan tamaños muy pequeños (100 nm) y bajos coeficientes de extinción debido a la poca distancia que existe entre los radicales formados aniquilándose entre sí.Como conclusión, se obtuvieron NPC eficientes para la fotopolimerización de monómeros acrílicos en medio acuoso y en un solo paso de síntesis, con la posibilidad de emplear un amplio rango de longitudes de onda de excitación, además, requirieren de baja intensidad radiativa para iniciar la polimerización.REFERENCIAS1. A. Gallastegui, Macromol. Rapid Commun. 41 (2020) 1-5.2. S. Cheruku, Materials 12 (2019) 2-13.Figura 1: Descripción gráfica del proceso de fotopolimerización superficial.