Stereocomplexes of star-shaped poly[(R)-lactide]s and poly[(S)-lactide]s bearing various number of arms. Synthesis and thermal properties

• Autorzy: Biela T.

Warianty tytułu

PL

Stereokompleksy poli (R)- i poli (S)-laktydów gwiaździstych zawierających różną liczbę ramion. Synteza i właściwości termiczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Stereocomplexes composed of 6, [similar to] 13, 24 and 32 arm star-shaped poly(lactide)s (ss-sc-PLAs) and of the mixed star-shaped - linear PLAs (sl-sc-PLAs) were prepared in a controlled way. Their thermal properties were characterized by DSC and compared to their linear counterparts properties. It was observed that the equimolar mixtures of star-shaped (R)-PLA and (S)-PLA crystallize during precipitation into methanol from the methylene chloride solution preferentially in the form of the highly crystalline (up to 70 %) Stereocomplexes. The star-shaped PLA stereocomplexes with the number of arms higher than six (i.e. [similar to] 13, 24 and 32) survived melting and after slow cooling during the second heating run crystallized once again showing exclusive stereocomplex formation. After melting and annealing at high temperature and then fast cooling to the room temperature, in the second heating run also only two peaks in thermograms appeared exothermic cold crystallization peak (T ccsc) and endothermic melting peak (Tmsc) for star-shaped sc-PLAs with [similar to] 13, 24 and 32 arms. For high molar mass linear, mixed star-shaped - linear and six arm star-shaped Stereocomplexes additional (R)-PLA and (S)-PLA homo-crystallites melting peaks appeared. These results show that thermal stability of stereocomplexes is strongly influenced by the topology and the number of arms in the star-shaped components.

PL

Zsyntetyzowano stereokompleksy polilaktydów o strukturze gwiaździstej zawierających 6, ~13, 24 i 32 ramiona (ss-sc-PLAs) oraz stereokompleksy mieszane polilaktydów gwiaździstych i liniowych. Charakterystykę wyjściowych polilaktydów zawiera tabela 1. Właściwości termiczne otrzymanych mieszanin określono metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC) i porównano je z właściwościami odpowiednich stereokompleksów liniowych (tabele 2 i 3, rys. 2-9 i 11). Zaobserwowano, że wytrącenie równomolowej mieszaniny gwiaździstych polilaktydów (R)-PLA i (S)-PLA w dichlorometanie do metanolu prowadzi do wysoce krystalicznego stereokompleksu (stopień krystaliczności >70%). Stereokompleksy polilaktydów gwiaździstych o liczbie ramion przekraczającej sześć (tj. ~13, 24 i 32) są zdolne do przetrwania stopienia i po powolnym ochłodzeniu, podczas drugiego cyklu ogrzewania w toku analizy DSC krystalizują wyłącznie w postaci stereokompleksu. Również wówczas, gdy stereokompleksy gwiaździstych polilaktydów zawierających ~13, 24 i 32 ramiona stopi się i wygrzeje w wysokiej temperaturze, a następnie szybko schłodzi do temperatury pokojowej, to podczas drugiego ogrzewania w termogramach występują wyłącznie dwa piki - egzotermiczny zimnej krystalizacji (Tccsc) i endotermiczny topnienia (Tmsc). Natomiast w termogramach stereokompleksów polilaktydów liniowych, liniowo-gwiaździstych i gwiaździstych lecz zawierających tylko sześć ramion pojawiają się dodatkowe piki związane z topnieniem homokrystalitów (R)-PLA i (S)-PLA. Otrzymane wyniki wskazują na silną zależność odporności cieplnej stereokompleksów polilaktydowych od topologii tworzących je komponentów (rys. 10 i 12).

Słowa kluczowe

EN

star-shaped polylactides; stereocomplexes; differential scanning calorimetry (DSC); thermal properties

PL

polilaktydy gwiaździste; stereokompleksy; skaningowa kalorymetria różnicowa; właściwości cieplne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 52, nr 2
• Strony: 106--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz.

Twórcy

autor

Biela T.

• Polish Academy of Sciences, Center of Molecular and Macromolecular Studies, Department of Polymer Chemistry, 90-363 Lodz, Poland,

Bibliografia

• 1. Gruber P., O’Brien M.: “Polylactides NatureWorks PLA.” in “Biopolymers. Polyesters III -- Applications and Commercial Products” (Ed. Steinbuechel, A, Doi, Y.), Wiley-VCH, Weinheim, 2001, Vol. 4, 235--249.
• 2. Kawashima N, Ogawa S, Obuchi, S, Matsuo M, Yagi, T.: “Polylactic acid „LACEA”” in [1], 251--274.
• 3. Duda A., Penczek S.: Polimery 2003, 48, 16.
• 4. Słomkowski S. Gadzinowski M., Sosnowski S., Radomska-Galant I.: Polimery 2005, 50, 546.
• 5. Gałęski A., Piórkowska E., Pluta M., Kuliński Z., Masirek R.: Polimery 2005, 50, 562.
• 6. Ikada Y., Jamshidi K., Tsuji H., Hyon S.-H.: Macromolecules 1987, 20, 904.
• 7. Zhang J., Sato H., Tsuji H., Noda I., Ozaki Y.: Macromolecules 2005, 38, 1822.
• 8. Sarausa J.-R., Rodriguez N. L., Arraiza A. L., Meaurio E.: Macromolecules 2005, 38, 8353.
• 9. Tsuji H., Hori F., Hyon S.-H., Ikada Y.: Macromolecules 1991, 24, 2719.
• 10. Tsuji H., Hyon S.-H., Ikada Y.: Macromolecules 1991, 24, 5651.
• 11. Tsuji H., Hyon S.-H., Ikada Y.: Macromolecules 1991, 24, 5657.
• 12. Tsuji H., Ikada Y.: Macromolecules 1991, 24, 5657.
• 13. Fukushima K., Kimura Y.: Polym. Intern. 2006, 55, 626.
• 14. Biela T., Duda A., Penczek S.: Macromolecules 2006, 39, 3710.
• 15. Bednarek M., Kubisa P., Penczek S.: Macromolecules 2001, 34, 5112.
• 16. Chikh L., Arnaud X., Guillermain C., Tessier M., Fradet A.: Macromol. Symp. 2003, 199, 209.
• 17. Biela T., Duda A., Penczek S., Rode K., Pasch H.: J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2002, 40, 2884.
• 18. Biela T., Duda A., Rode K., Pasch H.: Polymer 2003, 44, 1851.
• 19. Kowalski A., Duda A., Penczek S.: Macromolecules 2000, 33, 7359.
• 20. Duda A.: Polimery 2002, 47, 469.
• 21. Biela T., Duda A., Penczek S.: Macromol. Symp. 2002 181, 1.
• 22. Kowalski A., Libiszowski J., Biela. T., Cypryk M., Duda A., Penczek S.: Macromolecules 2005, 38, 8170.
• 23. Fischer E. W., Sterzel H. J., Wegner G. K. -ZuZ: Polymere 1973, 251, 980.
• 24. Tsuji H., Hori F., Nakagawa M., Ikada Y., Odani H., Kitamaru R.: Macromolecules 1992, 25, 4114.
• 25. Jamshidi K., Hyon S.-H., Ikada Y.: Polymer 1988, 29, 2229.
• 26. Spinu M., Jackson C., Keating M. Y., Gardner K. H.: J. Macromol. Sci. -- Pure Appl. Chem. 1996, A33(10), 1497.
• 27. Kim S.-H., Kim Y.-H.: Macromol. Symp. 1999, 144, 277.
• 28. Korhonen H., Helminen A., Sappala J.-V., Polymer 2001, 42, 7541.
• 29. Lee S.-H., Kim S.-H., Han Y.-K., Kim Y.-H.: J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. 2001, 39, 973.
• 30. De Jong S. J., Van Dijk-Wolthuis W. N. E., Kettenes-van den Bosch J. J., Schuyl P. J. W., Hennink W. E.: Macromolecules 1998, 31, 6397.
• 31. Klok H.-A., Becker S., Schuch F., Pakula T., Muellen K.: Macromol. Biosci. 2003, 3, 727.
• 32. Miyata T., Masuko T.: Polymer 1998, 39, 5515.
• 33. Schneider H.-A. J.: Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 1997, 102, 229.
• 34. Riande E., Diaz-Calleja R., Prolongo M. G., Masegosa R. M., Salom C.: “Polymer Viscoelasticity. Stress and Strain in Practice”, Marcel Dekker, Inc. New York, Basel, 2000, Chapter 2, pp. 29--83.
• 35. Brizzolara D., Cantow H.-J., Diederichs K., Keller E., Domb A. J.: Macromolecules 1996, 29, 191.