Synthesis and characterization of star-shaped copolymers obtained from lactic acid and heterocyclic monomers

• Autorzy: Florjańczyk Z. , Frydrych A. , Chudzik A. , Rucińska K. , Basamon M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2017.291

Warianty tytułu

PL

Synteza i charakterystyka kopolimerów o kształcie gwiazdy otrzymanych z kwasu mlekowego i monomerów heterocyklicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper we report a two-step method of synthesis of star-shaped copolymers of lactic acid and heterocyclic monomers. Firstly, the branched cores with hydroxyl end groups have been obtained by the polycondensation of L or D-lactic acid with pentaerythritol. Then we carried out ring opening polymerization of trimethylenecarbonate or L-lactide in the presence of star-shaped poly(lactic acid) cores and tin(II) 2-ethylhexanoate as a catalyst. We proved that setting the polymerization temperature at 130 °C provides a block structure of obtained copolymers. However, increasing temperature could cause transesterification and consequently changes in the chain structure. The results of the DSC analysis indicate that the block copolymer, consisting of the poly(lactic acid) and the polytrimethylene­carbonate segments, forms a homogeneous amorphous phase, whereas stereoblock poly(lactic acid) forms a crystalline phase which has a melting point between 180 and 190 °C.

PL

Opisano dwustopniową metodę syntezy gwieździstych kopolimerów kwasu mlekowego z monomerami heterocyklicznymi. Na pierwszym etapie w wyniku kondensacji kwasów o konfiguracji L lub D w obecności pentaerytrytu otrzymano rozgałęzione rdzenie zakończone grupami hydroksylowymi. Na etapie drugim do rdzeni dobudowywano mery węglanu trimetylenu lub L-laktydu w reakcji polimeryzacji katalizowanej 2-etyloheksanianem cyny(II). Stwierdzono, że polimeryzacja prowadzona w temp. 130 °C skutkuje powstaniem kopolimerów o budowie blokowej, natomiast w wyższej temperaturze struktura ramion może się zmieniać wskutek procesów transestryfikacji. Badania DSC kopolimerów blokowych wykazały, że segmenty poli(węglanu trimetylenowego) i poli(kwasu mlekowego) tworzą jednorodną fazę amorficzną, a segmenty zawierające mery kwasu mlekowego o różnej konfiguracji tworzą krystaliczne stereokompleksy o temperaturze topnienia w zakresie 180–190 °C.

Słowa kluczowe

EN

lactic acid copolymers; star-shaped polymers; stereocomplexes

PL

kopolimery kwasu mlekowego; polimery gwieździste; stereokompleksy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 291--297
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Florjańczyk Z.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Frydrych A.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Chudzik A.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Rucińska K.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Basamon M.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Cameron D.J., Shaver M.P.: Chemical Society Reviews 2011, 40, 1761. http://dx.doi.org/10.1039/c0cs00091d
• [2] Sobczak M., Witkowska E., Olendzka E., Kołodziejski W.: Molecules 2008, 13, 96. http://dx.doi.org/10.3390/molecules13010096
• [3] Qiu L.Y., Bae Y.H.: Pharmaceutical Research 2006, 23, 1. http://dx.doi.org/10.1007/s11095-005-9046-2
• [4] Grijpma D.W., Pennings A.J.: Macromolecular Chemistry and Physics 1994, 195, 1633. http://dx.doi.org/10.1002/macp.1994.021950515
• [5] Stanford M.J., Dove A.P.: Chemical Society Reviews 2010, 39, 486. http://dx.doi.org/10.1039/b815104k
• [6] Kim E.S., Kim B.C., Kim S.H.: Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 2004, 42, 939. http://dx.doi.org/10.1002/polb.10685
• [7] Shaver M.P., Cameron D.J.: Biomacromolecules 2010, 11, 3673. http://dx.doi.org/10.1021/bm101140d
• [8] Park S.Y., Han B.R., Na K.M. et al.: Macromolecules 2003, 36, 4115. http://dx.doi.org/10.1021/ma021639l
• [9] Choi Y.K., Bae Y.H., Kim S.W.: Macromolecules 1998, 31, 8766. http://dx.doi.org/10.1021/ma981069i
• [10] Biela T., Duda A., Penczek S.: Macromolecules 2006, 39, 3710. http://dx.doi.org/10.1021/ma060264r
• [11] Brzeziński M., Biela T.: Macromolecules 2015, 48, 2994. http://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.5b00208
• [12] Biela T., Brzeziński M.: Polimery 2016, 61, 397. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.397
• [13] Biela T., Duda A., Pasch H., Rode K.: Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 2005, 43, 6116. http://dx.doi.org/10.1002/pola.21035
• [14] Kim S.H., Kim Y.H.: Macromolecular Symposia 1999, 144, 277. http://dx.doi.org/10.1002/masy.19991440125
• [15] Wang Z.Y., Luo Y.F., Ye R.R., Song X.M.: Journal of Polymer Research 2011, 18, 499. http://dx.doi.org/10.1007/s10965-010-9442-0
• [16] Abiko A., Yano S.Y., Iguchi M.: Polymer 2012, 53, 3842. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2012.07.009
• [17] Frydrych A., Florjańczyk Z., Kundys A., Plichta A.: Molecular Crystals and Liquid Crystals 2014, 603, 89. http://dx.doi.org/10.1080/15421406.2014.968063
• [18] Frydrych A.: “Lactic acid oligomers in the synthesis of lactide and biodegradable polymers”, PhD Thesis, Warsaw University of Technology 2015.
• [19] Frydrych A., Florjańczyk Z., Charazińska M., Kąkol M.: Polymer Degradation and Stability 2016, 132, 202. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2016.02.021
• [20] Florjańczyk Z., Plichta A., Sobczak M. et al.: Polymer 2006, 47, 1081. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.11.077
• [21] Florjańczyk Z., Jóźwiak A., Kundys A. et al.: Polymer Degradation and Stability 2012, 97, 1852. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2012.03.035
• [22] Kundys A., Plichta A., Florjańczyk Z. et al.: Polymer International 2016, 65, 927. http://dx.doi.org/10.1002/pi.5126
• [23] Kasperczyk J.: Macromolecules 1995, 28, 3937. http://dx.doi.org/10.1021/ma00115a028
• [24] Kasperczyk J., Bero M.: Polymer 2000, 41, 391. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00421-8
• [25] Kundys A., Plichta A., Florjańczyk Z. et al.: Journal of Polymer Science A. Polymer Chemistry 2015, 53, 1444. http://dx.doi.org/10.1002/pola.27576

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).