Estudio de Distribución de Sustratos Fenólicos en Microagreados de Copolímeros en Bloque Anfifílicos en Solución Acuosa

Abstract

En esta tesis se realizó un estudio sistemático de disoluciones de copolímeros en bloque anfifílicos, con la finalidad de solubilizar una serie de moléculas orgánicas en los microagregados de copolímeros en bloque en solución acuosa. El estudio comprendió la síntesis y caracterización molecular de copolímeros en bloque, basados en estireno y 4-vinilpiridina. La síntesis se realizó mediante polimerizaciones aniónicas viviente con adición secuencial de monómeros, obteniendo copolímeros con una estrecha distribución de pesos moleculares, y rangos de valores de indice de polidispersidad de 1,1-1,2. Mediante esta técnica de síntesis es posible modular el tamaño de los bloques de los copolímeros al variar la cantidad de monómero adicionado al sistema de polimerización. Se sintetizaron dos series de copolímeros dibloque y tribloque asimétricos. En una serie de copolímeros, el peso molecular del bloque hidrofílico es mayor que el peso molecular del bloque hidrofóbico. Y la segunda serie, el peso molecular del bloque hidrofóbico es mayor que el peso molecular del bloque hidrofílico. En solucion acuosa, estos copolímeros en bloque forman microagregados con morfología esférica, y están compuestos por un núcleo micelar formada por las cadenas de PS, y una corona formada por el bloque hidrofílico. Los microagregados formados por copolímeros donde el peso molecular del bloque hidrofóbico es de mayor tamaño que el bloque hidrofílico se denominan micelas crew-cut, mientras que los microagregados formados por los copolímeros con mayor peso molecular del bloque hidrofílico, se denominan micelas estrellas. Las caracterizaciones realizadas implicaron la determinación de la cmc, y la micropolaridad de los microagregados mediante fluorescencia resuelta en el tiempo y fluorescencia en estado estacionario, usando pireno como sonda fluorescente. Los resultados muestran que los microagregados de copolímeros en bloque tienen valores de cmc en el rango de 10-6 a 10-7M. En general se observó, que la micropolaridad de los microagregados disminuye a medida que se incrementa la densidad de carga en el núcleo del agregado. Además, las micelas crew-cut presentan un núcleo micelar más hidrofóbico que las micelas estrellas. Finalmente, se determinó la constante de distribución de fenol y derivados en microagregados de copolímeros en bloque, utilizando el modelo de pseudo-fase. Los resultados muestran que los valores de las contantes de distribución aumentan a medida que se incrementa el largo de la cadena alquilica de los fenoles sustituidos. Además, las constantes de distribución son mayores en micelas crew-cut que en micelas estrellas. La mayor contribución a la energía libre de transferencia de los sustratos del medio acuoso al micelar, la realiza el anillo fenólico.