Water-soluble bio-acrylic polymers leveraging lactic acid-based commercial products: from synthesis towards potential applications

Degut a la sobre-explotació de recursos finits i a l’acumulació de gasos d’efecte hivernacle i de residus no degradables, governs i ciutadans de tot el món estan reclamant un sistema productiu més sostenible. En aquest sentit, els residus orgànics urbans o els derivats de l’explotació agrícola emergeixen com alternativa renovable als recursos fòssils, dels quals se n’extreu la lignina i els sucres C5/C6, que poden ser processats per obtenir diverses plataformes químiques renovables. En aquesta tesis es presenta una revisió dels monòmers i polímers (met)acrílics que es poden obtenir a partir de les plataformes químiques renovables més rellevants (àcid itaconic, α-insaturada-γ-butirolactona, levoglucosanona, sorbitol, furfural i àcid làctic). Es destaca especialment la plataforma de l’àcid làctic, de la qual se’n descriuen les rutes sintètiques dels lactats i lactamides (LEs i LAs) i els corresponents monomers (met)acrílics, així com les propietats i potencials aplicacions dels seus polímers. En aquest punt, aquesta tesis amplia la llista de monomers acrílics derivats de les LAs (LAAs) disponibles. Per fer-ho, l’àcid polilàctic (PLA), el lactat d’etil i l’AGNIQUE® AMD 3L (o lactamida de N,N-dimetil, DML)—productes comercials de la plataforma de l’àcid làctic—s’han utilitzat com a matèria primera per la síntesis d’una petita biblioteca de LAAs N-substituides. Els polímers obtinguts (PLAAs) mitjançant mètodes de polimerització radicalària controlada (CRP), s’han caracteritzat utilitzant tècniques com NMR, SEC, DSC, TGA, angle de contacte i DLS, entre d’altres. Es destaca el comportament sensible a temperatura que presenten alguns PLAAs en solució aquosa, amb una temperatura de terbolesa (Tcp) dependent del grup N-substituit (Tcp = 10.9–80.5 °C). Degut a aquest comportament dinàmic i a la no-toxicitat i biocompatibilitat del polímers estudiats, s’han investigat potencials aplicacions com la preparació d’hidrogels intel·ligents, de nanopartícules sensibles a la temperatura o de recobriments ultrafins i degradables en forma d’hidrogel.