Dispersion polymerization of dilactide and epsilon-caprolactone

• Autorzy: Słomkowski S. , Sosnowski S. , Gadzinowski M.

Warianty tytułu

PL

Dyspersyjna polimeryzacja dialaktydu i epsilon-kaprolaktonu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ring-opening polymerization of dilactide and epsilon- caprolactone carried on in 1,4-dioxane - heptane mixed solvent in the presence of poly(dodecyl acrylate)-g-poly(epsilon- caprolactone) surface active agent led to formation of polyesters shaped into microspheres with diameters from 0.6 to 7.4 mum and with small diameter polydispersity factor ((D) over bar (w)/(D) over bar (n)). Studies of the mechanism of particle formation revealed that all growing chains became incorporated into microspheres at the very beginning, when monomer conversion was low (less than or equal to10%) and that the number of the initially formed microspheres did not change with time. Thus, subsequent monomer additions resulted in increasing volumes of particles without affecting their number in suspension. It has been found also that in the polymerization of dilactide the average number of propagating macromolecules per microsphere was independent from the initial initiator concentration and the increased initiator concentration resulted in increased number of particles. This observation conformed to the model illustrating formation and growth of microspheres according to which new particles are formed by collision of two polyester chains with molecular weight exceeding the critical ones and subsequently other chains are ncorporated into existing particles by accretion. Thus, by election of the required initial initiator and total monomer concentration (introduced in one or in more steps to the polymerizing mixture) it was possible tailoring of particle concentration and particle diameters.

PL

W wyniku inicjowanej przez kaprylan cyny(II) lub dietyloeto-ksyglin polimeryzacji z otwarciem pierścienia dilaktydu albo e-ka-prolaktonu prowadzonej w mieszaninie 1,4-dioksan/ heptan w obecności poli(akrylanu dodecylu)-g-poli(e-kaprolaktonu) jako środka powierzchniowo czynnego (schemat A) otrzymuje się poliester w postaci mikrosfer średnicy (D") 0,7-7,4 |im i o wąskim, wynoszącym ok. 1,1, rozkładzie wymiarów średnic (D,"/D"). W przypadku mikrosfer otrzymywanych na drodze odparowania lub ekstrakcji rozpuszczalnika z emulsji roztworu poliestru wartość Di, wynosi natomiast 20 (im, a stosunek Du,/Dn jest większy od 2 (tabela 1). Badanie mechanizmu powstawania mikrosfer wskazuje, że wszystkie rosnące łańcuchy ulegają włączeniu w mikrosfery już na samym początku polimeryzacji (konwersja 10%), a liczba utworzonych w tym okresie mikrosfer nie ulega już zmianie do końca reakcji (rys. 1 i 2). Stwierdzono, że w polimeryzacji dilaktydu średnia liczba rosnących makrocząsteczek w przeliczeniu na mikrosferę nie zależy od wyjściowego stężenia inicjatora (rysfc zwiększenie tego stężenia powoduje zwiększenie liczby mikrosfer. Na tej podstawie zaproponowano model obrazujący powstawanie i wzrost mikrosfer (schemat B), polegający na tym, że nowa mikrosfera powstaje w wyniku zderzenia dwóch łańcuchów poliestru o ciężarach cząsteczkowych przekraczających wartość krytyczną a powiększanie wymiarów mikrosfer polega na wrastaniu w nie dalszych łańcuchów. Dzięki doborowi odpowiedniego wyjściowe go stężenia inicjatora i stężenia monomeru (wprowadzanego do mieszaniny reakcyjnej w jednej lub w kilku porcjach) można w sposób zamierzony regulować wartość D" mikrosfer i ich stężenie.

Słowa kluczowe

EN

dispersion ring-opening polymerization; dilactide; epsilon-caprolactone; microspheres formation; microspheres diameter

PL

polimeryzacja z otwarciem pierścienia; polimeryzacja dyspersyjna; epsilon-kaprolakton; ε-kaprolakton; powstawanie mikrosfer wymiary mikrosfer; rozkład wymiarów średnic

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 47, nr 7-8
• Strony: 485--490
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Słomkowski S.

• Center of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Science, Sienkiewicza 112, 90-363 Łódź

autor

Sosnowski S.

• Center of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Science, Sienkiewicza 112, 90-363 Łódź

autor

Gadzinowski M.

• Center of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Science, Sienkiewicza 112, 90-363 Łódź

Bibliografia

• 1. Bolker H. I.: "Natural and synthetic polymers", Marcel Dekker, New York 1974, chapter 2.
• 2. MacGregor E. A., Greenwood С. T: "Polymers in nature", Wiley, New York 1980, chapter 6.
• 3. Gennis R. B.: "Biomembranes — molecular structure and function", Springer, New York 1989, chapter 10.
• 4. Hrymak A. N.: "Reaction injection molding (RIM) materials" in "Polymeric materials encyclopedia" (Ed. Salamone J. C), CRC Press, Boca Raton, vol. 10, 1996, p. 7364.
• 5. Sosnowski S., Gadzinowski G., Slomkowski S., Penczek S.: J. Bioact. Compat. Polym. 1994, 9, 345.
• 6. Slomkowski S.: Makromol. Chem., Macromol. Symp. 1996, 103, 213.
• 7. Sosnowski S., Gadzinowski M., Slomkowski S.: Macromolecules 1996, 29, 4556.
• 8. Gadzinowski M., Sosnowski S., Slomkowski S.: Macromolecules 1996, 29, 6404.
• 9. Slomkowski S., Sosnowski S., Gadzinowski M.: Macromol. Symp. 1997, 123, 45.
• 10. Slomkowski S., Sosnowski S., Gadzinowski M.: Polym. Degrad. Stabil. 1998, 59, 153.
• 11. Slomkowski S., Sosnowski S., Gadzinowski M., Pichot Ch., Elaissari A.: "Direct synthesis of polyester microspheres, potential carriers of bioactive compounds" in "Tailored polymeric materials for controlled delivery systems" (Eds. McCulloch I., Shalaby S. W.), ACS Symp. Ser. 709, ACS, Washington, DC 1998, p. 143.
• 12. Slomkowski S., Gadzinowski M., Sosnowski S.: Colloids Surf. A., Physicochem. Eng. Asp. 1999, 153, 111.
• 13. Gadzinowski M., Slomkowski S., Elaissari A., Pichot Ch.: J. Biomater. Sci, Polym. Chem. Ed. 2000, 11, 459.
• 14. Slomkowski S., Sosnowski S., Gadzinowski M., Pichot Ch., Elaissari A.: Macromol. Symp. 2000, 150, 259.
• 15. Klein A., Daniels E. S.: Formulation components in "Emulsion polymerization and emulsion polymers", (Eds. Lovell P. A., El-Asser M. S.), Wiley, New York 1997.
• 16. Duda S., Penczek S.: Macromolecules 1990, 23, 1636.