Síntese de poli(limoneno) via O-ATRP: uma proposta de aumento da massa molar e ausência de resíduos metálicos na produção de um polímero de fonte renovável

Resumo

O limoneno é um monoterpeno cíclico que apresenta potencial para ser utilizado como monômero em reações poliméricas. Este composto pode ser sintetizado comercialmente ou obtido através da extração de resíduos industriais (casca de frutas cítricas), possibilitando seu uso em aplicações de larga escala. Além da perspectiva de gerar um material a partir de fonte renovável e não tóxica, este projeto visa criar um material com características que possibilitem sua aplicação em diversas áreas, tais como revestimentos, adesivos, embalagens ou aplicações mais nobres - implantes clínicos e componentes eletrônicos. Entretanto, a síntese de poli(limoneno) via radicais livres é atualmente inviável, pois as reações de transferência de cadeia apresentam taxas competitivas com a propagação. Isto resulta em baixa conversão (~10 %) e massa molar (~1000 g mol 1). Ou seja, a utilização deste material seja como homopolímero ou incorporado a outros materiais não é técnico-financeiramente atrativa, o que tem desencorajado a sua produção em escala industrial. Diversas pesquisas utilizaram técnicas diferentes de polimerização e copolimerização de limoneno visando o aumento de sua conversão e massa molar. Porém, nenhuma demonstrou resultados significativos de aumento dessas variáveis do processo. Diante disto, surge a necessidade de novos esforços para viabilizar a produção deste material ambientalmente amigável. A polimerização radicalar por transferência de átomo organocatalisada (O-ATRP) é uma poderosa técnica de síntese controlada de materiais poliméricos, sendo a sua principal vantagem ausência de resíduos metálicos nos polímeros resultantes, possibilitando aplicação na área médica e eletrônica. De acordo com a teoria do efeito do radical persistente, que fundamenta o controle macromolecular em polimerizações controladas, nestes processos as reações de transferência de cadeia e terminações são reduzidas, permitindo a obtenção de polímeros com baixa dispersidade. Tendo por base esta hipótese, esta proposta tem como objetivo principal desenvolver uma modelagem matemática para avaliar o efeito de cada etapa do mecanismo reacional da síntese de poli(D-limoneno) via O-ATRP sobre suas propriedades (massa molar, dispersidade e conversão de monômero) e confirmar se, de fato, é possível suprimir tais reações do processo e gerar um polímero com altas massas molares e conversões de monômero. (AU)