Uso de herramientas reológicas en la optimización de la síntesis de PLA

JANET DE LOS ANGELES CHINELLATO; CESAR GOMEZ; FACUNDO MATTEA; JUAN M. PADRÓ; MARCELO R. ROMERO

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

El poliácido láctico (PLA) es un poliéster alifático de origen sintético derivado de fuentes renovables1. El crecimiento de este polímero a nivel comercial no solo se basa en su potencialidad como reemplazo de los plásticos petroquímicos, causantes de la producción de desechos sólidos y contaminación ambiental, sino en su extenso uso en aplicaciones biomédicas2, envasado de alimentos3 y dispositivos de ingeniería4, entre otros, debido a sus propiedades mecánicas de alta resistencia y a su carácter biocompatible, biodegradable y biorreabsorbible. Gracias a estas propiedades su uso se extiende a tecnologías de impresión 3D, especialmente como material para prótesis e implantes personalizados5,6. En este sentido, es imprescindible utilizar un polímero con propiedades mecánicas adecuadas a estas tecnologías, lo cual resulta un reto debido a los distintos parámetros involucrados en el proceso de impresión, como la velocidad y temperatura de extrusión, la altura de la capa, entre otros. En este trabajo se estudia PLA obtenido por una polimerización de ácido láctico en dos etapas catalizadas sucesivamente con ácido (I1) y metales biocompatibles (I2). Para ello, se utilizan como herramientas de optimización técnicas mecánicas analíticas como barridos de velocidad de corte, amplitud de deformación, barridos de frecuencia y ensayos térmico dinámico-mecánicos. Las propiedades viscoelásticas de los productos de la primera etapa se analizaron en función de la velocidad de corte y se encontró una concentración óptima del 1 %pp para I1 respecto de la masa de monómero (M) (Fig. 1a). Por otra parte, en la segunda etapa (manteniendo I1=1 %pp) los productos mostraron un comportamiento creciente de los módulos de almacenamiento (G?) al aumentar la relación I2 / M hasta el valor máximo de 0,25 %pp (Fig. 1b). La elasticidad de los productos también se relaciona con el peso molecular de las cadenas poliméricas, siendo esta característica posteriormente corroborada mediante ensayos de cromatografía de permeación de geles.