Σύνθεση και χαρακτηρισμός συμπολυεστέρων με βάση το αδιπικό οξύ, το γλυκολικό οξύ και την προπυλενογλυκόλη

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφεται η σύνθεση συμπολυεστέρων με βάση το αδιπικό οξύ, το γλυκολικό οξύ και την προπυλενογλυκόλη, και ο χαρακτηρισμός τους. Αρχικά, παρατίθεται το θεωρητικό υπόβαθρο του θέματος, όπου γίνεται παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών των πολυμερών με έμφαση στους πολυεστέρες, και των κύριων μεθόδων σύνθεσης πολυεστέρων. Έπειτα, περιγράφεται η αποικοδόμηση των πολυμέρων και πολυεστέρων και γίνεται κατηγοριοποίηση αυτής, τονίζοντας τη σημασία και τα είδη της βιοαποικοδόμησης και της υδρολυτικής αποικοδόμησης των συμπολυεστέρων. Στο τελευταίο κομμάτι του θεωρητικού μέρους, γίνεται εστίαση στους βιοαποικοδομήσιμους πολυεστέρες, οι οποίοι, τα τελευταία χρόνια, έχουν συγκεντρώσει το ενδιαφέρον των ερευνητών λόγω της χρησιμότητάς τους σε ένα εύρος εφαρμογών που αφορούν κυρίως την (βιο)ϊατρική, δίνοντας σε αυτήν νέες, υποσχόμενες κατευθύνσεις ανάπτυξης. Στη συνέχεια περιγράφεται η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε για τη σύνθεση των συμπολυεστέρων. Συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε σύνθεση συμπολυεστέρων με βάση το αδιπικό οξύ, το γλυκολικό οξύ και την προπυλενογλυκόλη, σε διάφορες μοριακές αναλογίες των μονομερών, με σταδιακό πολυμερισμό (αντίδραση πολυσυμπύκνωσης). Κατά τη διάρκεια της παραγωγής, ελήφθησαν δεδομένα (παραγόμενο H2O, θερμοκρασία Τ, χρόνος t) που επέτρεψαν την μελέτη της κινητικής της αντίδρασης. Για κάθε πολυεστέρα που συντέθηκε προσδιορίστηκαν το μοριακό βάρος του και η έκταση της αντίδρασης. Η δομή των συμπολυεστέρων χαρακτηρίστηκε με τη βοήθεια αναλυτικών μεθόδων, όπως είναι ο Μαγνητικός πυρηνικός συντονισμός (NMR), η Φασματομετρία υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FTIR), η Φασματομετρία μάζας (συγκεκριμένα MALDI-TOF-MS) και η Διαφορική Θερμιδομετρική Σάρωση (DSC). Τέλος, έγινε απόπειρα μελέτης της υδρολυτικής αποικοδόμησης των συμπολυεστέρων που συντέθηκαν. Επειδή, η φυσική κατάσταση των νέων υλικών σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, δεν επιτρέπει τη συστηματική μελέτη της υδρολυτικής αποικοδόμησής τους, επιλέχθηκε ο συμπολυεστέρας με το μεγαλύτερο ποσοστό σε αδιπικό οξύ και αναμείχθηκε με υδρολύσιμο πολυεστέρα παρόμοιας σύστασης και γνωστής υδρολυτικής συμπεριφοράς, με σκοπό τη μελέτη της υδρολυτικής αποικοδόμησης αυτού του πολυμίγματος και εξαγωγή ενδεικτικών συμπερασμάτων. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από το σύνολο της διπλωματικής εργασίας και οι προτάσεις για περεταίρω αξιοποίηση του θέματος, αλλά και αντίστοιχων θεμάτων για τη διερεύνηση των συμπολυεστέρων, παρατίθενται στο τελευταίο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας.