Polimerização RAFT em Miniemulsão

Abstract

Resumo: Dentre as diversas técnicas para obter polímeros de maneira controlada, a técnica de Transferência Reversível de Cadeia por Adição-Fragmentação (RAFT) é tida como uma das mais versáteis, uma vez que é compatível com uma grande quantidade de monômeros, solventes, condições reacionais e sistemas de polimerização. Utilizando essa metodologia, é possível sintetizar polímeros com diversas arquiteturas e com excelente controle do tamanho das cadeias. Neste trabalho, é apresentada uma revisão da técnica de polimerização RAFT em sistemas de miniemulsão. As principais características da técnica de polimerização RAFT e uma ampla revisão dos estudos em miniemulsão são apresentadas, abrangendo mais de 152 referências. Também é abordado nesta revisão o uso da polimerização RAFT em miniemulsão para obtenção de polímeros para aplicações biotecnológicas. Palavras-chave: Polimerização, RAFT, miniemulsão, biotecnologia, nanopartículas. RAFT Polymerization in MiniemulsionsAbstract: Among the many techniques used to prepare polymers in a controlled manner, reversible addition fragmentation chain transfer polymerization (RAFT) is one of the most versatile, since this technique is compatible with a large number of monomers, solvents, reaction conditions and polymerization systems. Using this methodology, it is possible to synthesize polymers with a variety of architectures and with a high level of control of the molecular weight distribution. In this work, a review of RAFT polymerizations in miniemulsion systems is presented. The main characteristics of the RAFT polymerization technique and a comprehensive review of studies in miniemulsion are presented, comprising more than 152 references. The use of RAFT miniemulsion polymerizaton to obtain polymers for biotechnological applications is also discussed in detail. Keywords: Polymerization, RAFT, miniemulsion, biotechnology, nanoparticles. IntroduçãoO século XX foi particularmente impactante na sociedade contemporânea, especialmente com o advento da Química Moderna e seus inúmeros avanços, como a identificação das macromoléculas [1,2] e o desenvolvimento de inúmeras técnicas de polimerização [3] , que criaram um novo campo de pesquisa: a Ciência de Polímeros. Esse novo campo de pesquisa permitiu a criação de uma nova classe de materiais sintéticos, vulgarmente conhecidos como plásticos, que são empregados hoje nos mais variados tipos de aplicações, incluindo desde a confecção de embalagens para alimentos até dispositivos nanométricos usados no tratamento de doenças [4][5][6] . Os polímeros sintéticos são normalmente obtidos por reações de polimerização, que seguem usualmente os bem conhecidos mecanismos de polimerização em cadeia ou em etapas. Dentre os diversos processos disponíveis, as técnicas de polimerização via radicais livres (mecanismo em cadeia) são largamente empregados em plantas industriais para a síntese de polímeros. Isto se deve principalmente a algumas vantagens das reações via radicais livres frente a outros métodos de polimerização, sendo possível citar: (...

Statistical Analyses of Inverse Miniemulsion Acrylic Acid Polymerizations for Encapsulation of Hydrophilic Compounds

“…As expected, monomer conversion increased with temperature, due to the increase of the reaction rate parameters. On the other hand, monomer conversion decreased with the monomer content, which is not obvious, as monomer conversion does not depend on the initial monomer concentration in an ideal free‐radical polymerization reaction . The increase of the initial AA content changes the pH of the aqueous phase and the relative concentrations of non‐dissociated and dissociated AA molecules, which can explain the observed results, as it is well known that these two monomer species present distinct reactivities.…”

“…According to this method, the initial monomer solution is dispersed in an immiscible continuous phase with help of high energy dispersing devices and addition of surfactants, forming droplets that behave as independent nanoreactors . Depending on the nature of the continuous and dispersed phases, miniemulsion polymerizations can be classified as direct (the dispersed phase is hydrophobic and the continuous phase is hydrophilic, most often an aqueous phase) or inverse (the dispersed phase is hydrophilic, usually an aqueous phase, and the continuous phase is hydrophobic) …”

“…Inverse miniemulsion polymerizations can be employed to produce hydrophilic polymer nanoparticles with high average molecular weights in the form of heterogeneous dispersions of relatively low viscosities . In addition, the technique can also be used for encapsulation of organic and inorganic hydrophilic materials, synthesis of hydrophilic nanohydrogels, and production of nanostructured polymers . For example, nanohydrogels based on poly(acrylic acid) (PAA) and produced through inverse miniemulsion polymerizations can be used for encapsulation of hydrophilic bioactive compounds, presenting great potential for development of controlled drug delivery systems intended for pharmacological applications …”

Miniemulsion RAFT Copolymerization of MMA with Acrylic Acid and Methacrylic Acid and Bioconjugation with BSA

“…RAFT polymerizations can be conducted in bulk, solution, suspension, emulsion or miniemulsion processes [7,8]. However, it is not possible to guarantee that the performances of RAFT agents will be similar in different reacting media, as RAFT agents can be very sensitive to modification of the chemical composition of the reacting system.…”

“…Polymers manufactured through RAFT polymerizations usually contain a thiocarbonylthio group placed at the chain end due to the characteristic chain transfer mechanism of RAFT reactions [1]. These thiocarbonylthio groups can be used for posterior functionalization of the polymer chains, including bonding to biomolecules [8,18].…”