Abstract:
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El estudio de la estabilidad y degradación térmica de los polímeros es un factor clave
para determinar las condiciones de procesado y evaluar futuras aplicaciones. Por ello, poder
modelizar el proceso de degradación y anticiparnos a él, permitiría diseñar dispositivos
poliméricos con propiedades especiales en los que la secuencia de descomposición tuviera
relevancia para conseguir dichas propiedades.
En el presente proyecto se preparan distintas mezclas físicas de poli(carbonato de
trimetileno) tanto con polilactida como poli(-caprolactona), con porcentajes de 20, 50 y 80%
de la polilactona. Todos estos homopolímeros son polímeros biodegradables con
importancia en el campo de la biomedicina, por ejemplo, en suturas quirúrgicas, andamios
temporales, etc.
Se realiza el análisis termogravimétrico, en atmósfera de nitrógeno seco, operando en
régimen dinámico a las velocidades de 2, 5, 10, 20 y 40 ºC·min-1. Las curvas
termogravimétricas muestran un comportamiento de degradación diferente según el tipo de
homopolímero implicado en la mezcla. Existen degradaciones simples, que tienen lugar en
un único paso, y degradaciones complejas, con dos o más pasos. En estas últimas se puede
llegar a discernir la etapa mayoritaria de las correspondientes a los procesos minoritarios
utilizando métodos matemáticos de deconvolución.
Se elabora un protocolo para la evaluación y obtención de los parámetros cinéticos –
energía de activación y factor preexponencial –. Dichos parámetros se determinan mediante
los modelos teóricos de Kissinger, el método isoconversional integral KAS y el diferencial
Friedman para cada una de las mezclas y sus homopolímeros. Para el paso mayoritario de
cada proceso de degradación se determina el modelo más apropiado siguiendo la
metodología de Coats-Redfern y el modelo invariante IKP (Invariant Kinetics Parameters).
Los resultados obtenidos concluyen que a todas las muestras se le puede asociar un
modelo cinético para un rango de conversiones amplio. El homopolímero de poli(carbonato
de trimetileno) describe un modelo power que podría estar relacionado con la rotura aleatoria
de la cadena. Al homopolímero de la polilactida, acorde con la literatura, se le asocia un
modelo de nucleación, que para sus mezclas incrementa el orden en dichas reacciones de
nucleación. Los modelos asociados a la poli(-caprolactona) son de autocatálisis o de
nucleación, de orden similar al obtenido en estudios previos. A las respectivas mezclas con
el poli(carbonato de trimetileno) se asignan modelos de nucleación de orden mayor a la
polilactona y el modelo power; siendo nuevamente relevante los efectos de los dos
homopolímeros en la mezcla para los modelos cinéticos atribuidos. |