El poli (ácido metacrílico) ( PMAA ) es un polímero hecho de ácido metacrílico ( nombre preferido de la IUPAC , ácido 2-metilprop-2-enoico), que es un ácido carboxílico. A menudo está disponible como su sal sódica, sal sódica del poli (ácido metacrílico). El monómero es un líquido viscoso con un olor acre. La primera forma polimérica de ácido metacrílico fue descrita en 1880 por Engelhorn y Fittig. Se requiere el uso de monómeros de alta pureza para las condiciones de polimerización adecuadas y, por lo tanto, es necesario eliminar cualquier inhibidor por extracción (inhibidores fenólicos) o por destilación. [2] Para evitar la inhibición por el oxígeno disuelto, los monómeros deben desgasificarse cuidadosamente antes del inicio de la polimerización.
Nombres | |
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Nombre IUPAC ácido poli (1-metilprop-1-enoico) | |
Otros nombres poli (ácido metacrílico) | |
Identificadores | |
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ChemSpider |
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Tarjeta de información ECHA | 100.207.383 |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
Propiedades | |
(C 4 H 6 O 2 ) n | |
Masa molar | Variable |
Soluble [1] | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
( que es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Polimerización
El PMAA tiene un pKa de ~ 4,8, lo que significa que a pH neutro los grupos MAA de la red están casi completamente desprotonados, lo que lo convierte en un polímero aniónico . PMAA puede actuar como un polielectrolito y tiene la capacidad de absorber y retener agua. Estas propiedades se ven fuertemente afectadas por el pH y, por lo tanto, muchos hidrogeles están compuestos de copolímeros de PMAA. [3] [4] Estas cápsulas de hidrogel pueden actuar como recipientes portadores de fármacos confinados y actuar como reservorios de microrreactores. [5] Para ciertas aplicaciones, se usa la forma de sal de sodio de PMAA, con el fin de minimizar los efectos secundarios que ocurren por la carga aniónica del polímero o en aplicaciones donde se requiere solubilidad en diferentes solventes.
El método de síntesis convencional de PMAA es la polimerización por radicales libres . En solución acuosa, se han descrito diferencias sustanciales en la velocidad de polimerización de MAA no ionizado y completamente ionizado (efecto de pH). Para el escenario no ionizado, se ha descrito bien un modelo cinético. [6] Se han realizado avances recientes para el MAA (parcialmente) ionizado mediante la introducción de una nueva ley de velocidad de propagación en la que se consideran explícitamente los efectos electrostáticos y no electrostáticos. [7] Además, la constante de velocidad de propagación (kp) durante la polimerización por radicales libres del ácido metacrílico depende de la concentración de monómero. Usando técnicas de cromatografía de exclusión por tamaño de polimerización en capa pulsada, se determinó que hay una disminución menor en kp para MAA parcialmente ionizado a medida que aumenta la concentración de monómero mientras que kp aumenta para MAA completamente ionizado a medida que aumenta la concentración de monómero. Este último está de acuerdo con la teoría del estado de transición para la propagación.
Se pueden usar técnicas de polimerización controlada , como RAFT y NMP, para la polimerización directa de MAA. [8] [9] [10] En contraste, la polimerización de monómeros ácidos, como MAA, tradicionalmente ha planteado un desafío con, por ejemplo, polimerización aniónica , polimerización por transferencia de grupo (GTP, ver polimerización viva ) y ATRP . [11] [12] Actualmente, esto último no se comprende bien, pero las razones hipotetizadas incluyen la protonación de ligandos a pH bajo, la coordinación competitiva de los restos carboxilato con el cobre y el desplazamiento de aniones haluro del complejo desactivador de Cu (II). La química del grupo protector se usa comúnmente para la polimerización de monómeros ácidos (usando ésteres de alquilo), [13] seguida de desprotección y purificación, pero también se han explorado otros métodos. La ciclación de PMAA demostró ser la principal causa de terminación, [14] y esto se redujo cambiando el grupo saliente y el nucleófilo , bajando el pH para reducir la concentración y los aniones carboxilato, y acelerando la velocidad de polimerización. Este trabajo superó una de las principales limitaciones en ATRP y mostró que el agua se puede utilizar como disolvente para la polimerización de monómeros polares utilizando ATRP .
Referencias
- ^ Poli (ácido metacrílico) , Polysciences, Inc.
- ^ Kricheldorf, Hans R .; Nuyken, Oskar; Swift, Graham (2004). Manual de síntesis de polímeros (2ª ed.). Marcel Dekker. ISBN 9780824754730.
- ^ Bell, Cristi L .; Peppas, Nicholas A. (15 de febrero de 2011). "Hidrogeles de poli (ácido metacrílico-g-etilenglicol) como materiales biomédicos sensibles al pH". Procedimientos de MRS . 331 . doi : 10.1557 / PROC-331-199 .
- ^ Zhang, Jing (2000). "Síntesis y caracterización de redes poliméricas interpenetrantes de poli (ácido metacrílico) / poli (N-isopropilacrilamida) sensibles al pH y la temperatura". Macromoléculas . 33 (1): 102–107. Código Bibliográfico : 2000MaMol..33..102Z . doi : 10.1021 / ma991398q .
- ^ Zelikin, Alexander N .; Price, Andrew D .; Städler, Brigitte (2010). "Cápsulas de hidrogel de polímero de poli (ácido metacrílico): portadores de fármacos, microrreactores subcompartimentalizados, orgánulos artificiales". Pequeño . 6 (20): 2201–2207. doi : 10.1002 / smll.201000765 . PMID 20721952 .
- ^ Blauer, G. (1960). "Polimerización de ácido metacrílico a pH 4 a 11". Transacciones de la Sociedad Faraday . 56 : 606. doi : 10.1039 / TF9605600606 .
- ^ Fischer, Eric J .; Storti, Giuseppe; Cuccato, Danilo (27 de abril de 2017). "Polimerización acuosa por radicales libres de ácido metacrílico no ionizado y totalmente ionizado" . Procesos . 5 (4): 23. doi : 10.3390 / pr5020023 .
- ^ Hill, Megan R .; Carmean, R. Nicholas; Sumerlin, Brent S. (28 de julio de 2015). "Ampliando el alcance de la polimerización RAFT: avances recientes y nuevos horizontes". Macromoléculas . 48 (16): 5459–5469. doi : 10.1021 / acs.macromol.5b00342 .
- ^ Chaduc, Isabelle; Lansalot, Muriel; D'Agosto, Franck; Charleux, Bernadette (26 de enero de 2012). "Polimerización RAFT de ácido metacrílico en agua". Macromoléculas . 45 (3): 1241-1247. doi : 10.1021 / ma2023815 .
- ^ Couvreur, Laurence; Lefay, Catherine; Belleney, Joël; Charleux, Bernadette; Guerret, Olivier; Magnet, Stéphanie (noviembre de 2003). "Primera polimerización por radicales libres controlada mediada por nitróxido de ácido acrílico". Macromoléculas . 36 (22): 8260–8267. doi : 10.1021 / ma035043p .
- ^ Rannard, SP; Billingham, Carolina del Norte; Armes, SP; Mykytiuk, J. (febrero de 1993). "Síntesis de copolímeros de bloques monodispersos que contienen segmentos de ácido metacrílico por polimerización por transferencia de grupo: elección del grupo protector y catalizador". Revista europea de polímeros . 29 (2–3): 407–414. doi : 10.1016 / 0014-3057 (93) 90112-S .
- ^ Howse, Jonathan R .; Topham, Paul; Crook, Colin J .; Gleeson, Anthony J .; Bras, Wim; Jones, Richard AL; Ryan, Anthony J. (enero de 2006). "Generación de energía recíproca en un músculo sintético impulsado químicamente". Nano Letras . 6 (1): 73–77. doi : 10.1021 / nl0520617 . PMID 16402790 .
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- ^ Jakubowski, Wojciech; Matyjaszewski, Krzysztof (2006). "Activadores regenerados por transferencia de electrones para la polimerización por radicales de transferencia de átomo de (met) acrilatos y copolímeros de bloques relacionados" . Angewandte Chemie International Edition . 45 (27): 4482–4486. doi : 10.1002 / anie.200600272 . PMID 16770821 .
Ver también
- Poli (metacrilato de metilo) (PMMA)