Síntese e caracterização de copolímeros PS-PDLA com diferentes arquiteturas e avaliação do seu efeito compatibilizante em blendas PS/PLA

Abstract

Neste estudo foi realizada a síntese de copolímeros com arquiteturas estrela, escova e palma, constituídos de blocos de poliestireno (PS) e poli(DL-lactídeo) (PLA). Para esta finalidade foram utilizadas estratégias sintéticas e técnicas de polimerização, como polimerização por abertura de anel e as polimerizações radicalares controladas: ATRP, ARGET-ATRP e RAFT. A obtenção do copolímero estrela PS-s-(PLA)2 foi realizada pelo método “core first” utilizando um iniciador multifuncional com terminações que permitiram o crescimento polimérico de um braço de PS e dois braços de PDLA. Para a síntese dos copolímeros escova e palma foi inicialmente sintetizado um macromonômero de PDLA. Através da copolimerização RAFT aleatória deste com estireno obteve-se o copolímero escova. Para a obtenção do copolímero palma foi realizada a homopolimerização RAFT do macromonômero de PDLA e, posteriormente, a copolimerização com estireno. A obtenção dos copolímeros foi confirmada por RMN 1H, e apresentaram dispersidades inferiores a 1,4. Os copolímeros palma e estrela apresentaram duas Tg’s indicando separação de fases, para o copolímero escova somente uma Tg foi observada. Na análise reológica, estes compostos apresentaram comportamento elástico a baixas frequências em temperaturas superiores a 150 °C. Os copolímeros foram posteriormente testados como compatibilizantes de blendas de PLA/PS (60/40 m/m) e suas propriedades reológicas indicaram uma melhor compatibilização quando comparadas com as blendas sem copolímero.

In this study, copolymers with star, brush and palm architectures from styrene and lactide blocks were synthesized using living polymerization techniques as ROP (ring opening polymerization) and controlled radical polymerizations ATRP, ARGET-ATRP and RAFT. A star copolymer PS-s-(PLA)2 was prepared by the “core first” method using a multifunctional initiator containing functionalities able to grow one PS arm and two PDLA arms. To synthesize brush and palm copolymers, a PDLA-macromonomer was firstly synthesized. This macromonomer was randomly RAFT-copolymerized with styrene forming a brush copolymer. The palm copolymer was obtained by RAFT homopolymerization of the PDLA macromonomer and later copolymerization with styrene. The copolymers were confirmed by 1H NMR and showed dispersities lower than 1.4. Palm and star copolymers showed two Tg's indicating phase separation and by rheological analysis these compounds showed elastic behavior at low frequencies and temperatures above 150 °C. The copolymers were further tested as PLA/PS blends (60/40% wt) compatibilizer and their rheological properties indicated a compatibilization when compared to blends without copolymer.