Polimerización térmica de monómeros metacrilato por calentamiento plasmónico fotoinducido

ASMUSSEN SILVANA V.; ARENAS GUSTAVO F.; VALLO CLAUDIA I.

La Plata

Encuentro; V Encuentro Argentino de Materia Blanda; 2014

INIFTA - UNLP - CONICET

La incorporación de nanopartículas (NPs) inorgánicas en polímeros es un método eficiente para mejorar la performance de los mismos. Una de las características interesantes de las NPs de metales nobles es que pueden liberar calor eficientemente bajo irradiación con luz [1-3]. En este trabajo se investigó el efecto del calentamiento plasmónico de las NPs Ag embebidas en resinas metacrilato de fotocurado. Las NPs Ag se sintetizaron in-situ en monómeros metacrilato mediante un método de síntesis de una etapa. Las resinas obtenidas con distintas concentraciones de NPs Ag distribuidas homogéneamente resultaron estables en el tiempo. En muestras con BisEMA con 300 ppm de Ag NPs de una geometría de 1 mm de espesor y 1cm de diámetro, irradiadas con una LED a 420-nm por 250 s la temperatura alcanzó los 100 °C. Esto resulta en un marcado incremento en el grado de polimerización de las resinas. El principio de calentamiento plasmónico de las NPs Ag se utilizó para realizar la polimerización fotoinducida de monómeros metacrilato en ausencia de fotoiniciadores que absorben luz. El monómero BisEMA con 300 ppm de NPs Ag y 1 % P/P de peróxido de benzoílo (BPO) fue irradiado con un LED de alta potencia centrado en 420 nm. El calor liberado por las NPs Ag bajo irradiación con luz de longitud de onda correspondiente a la resonancia del plasmón de las NPs Ag resulta en la descomposición térmica del BPO, lo cual inicia la polimerización de monómeros metacrilato en la ausencia de fotoiniciadores que absorben luz. La conversión de grupos metacrilato luego de 10 minutos de irradiación en ausencia de calentamiento externo fue de 0,83. Cabe señalar que la polimerización a temperatura ambiente de BisEMA conteniendo BPO bajo la misma condición de irradiación antes mencionada en ausencia de NPs Ag no ocurre. De estos resultados se puede concluir que el uso de las NPs Ag, como fuente controladora del calor bajo irradiación con luz, permite la polimerización fotoinducida de grupos metacrilato en ausencia de fotoiniciador y de calentamiento externo, lo que resulta en una estrategia atractiva para aumentar el grado de polimerización de los monómeros metacrilatos.