Estructura cristalina de poliesteres alfaticos y polimeros relacionados. Procesos de cristalizacion de nanocompuestos (2009)

Los poliesteres estan recibiendo una notable atencion por parte de la comunidad cientifica debido a su degradabilidad, hecho que les confiere un amplio rango de aplicaciones, tanto en la industria biomedica, como en forma de materiales no daninos al medio ambiente. Ademas, la legislacion esta promoviendo un incremento de la produccion de materiales que reduzcan el impacto ambiental, de modo que se preve un aumento de la demanda de materiales pertenecientes a la familia de los poliesteres. Los poli (alquilen dicarboxilatos) son considerados los plasticos biodegradables mas prometedores debido a su bajo coste de produccion y a su facil procesamiento, en contraste con otros polimeros biodegradables estudiados como el polihidroxibutirato. Los estudios acerca de la estructura cristalina de los poli (alquilen dicarboxilatos) con un numero elevado de metilenos en su unidad repetitiva ha sido, en general, poco estudiada desde el punto de vista estructural ya que por sus pobres propiedades mecanicas y bajos puntos de fusion, las aplicaciones practicas de los mismos han sido infravaloradas. Asimismo, el conocimiento de la relacion entre morfologia, estructura y propiedades permitira una mejora en el diseno y la sintesis de los polimeros biodegradables, siendo posible obtener materiales con las propiedades deseadas y una estructura quimica bien definida. En esta Tesis de doctorado se ha estudiado en detalle la estructura cristalina y la morfologia de los poli(alquilen dicarboxilatos) derivados del 1,6-hexanodiol y los acidos succinico, adipico, suberico y dodecanoico, y los derivados del 1,8-octanodiol y los acidos pimelico, suberico, azelaico y sebacico. La morfologia lamelar y la esferulitica se han investigado mediante microscopia de transmision electronica. Las estructuras cristalinas se han estudiado tomando en consideracion los diagramas de difraccion de electrones de cristales simples y los datos de difraccion de rayos X de polvo, fibras y sedimentos de monocristales. Las caracteristicas del empaquetamiento molecular se han determinado mediante la simulacion de los diagramas de difraccion correspondientes. Teniendo en cuenta que los cristales lamelares son considerados un modelo ideal para aclarar el mecanismo de degradacion enzimatica de las regiones cristalinas, se ha llevado a cabo la degradacion enzimatica de cristales simples con lipasas de actividad moderada. Se ha prestado especial atencion al estudio de la morfologia y de la estructura cristalina de la poli(p-dioxanona), un poli(eter-ester) sintetico que esta atrayendo un gran interes en el campo de la biomedicina debido a su biodegradabilidad, biocompatibilidad, bioabsorbibilidad, bajo modulo y flexibilidad. Se ha investigado la estructura cristalina de dos poliesteramidas secuenciales derivadas de glicina, acido tereftalico, 1,6-hexanodiol o 1,12-dodecanodiol. Estos polimeros generan grandes expectativas debido a su potencial degradabilidad y sus notables propiedades mecanicas y termicas. En ultimo lugar se ha abordado la preparacion de nanocompuestos a partir del poli(octametilen suberato) y del poli(hexametilen succinato). Los hibridos se han obtenido mediante la tecnica de intercalacion en disolucion y se han analizado mediante las tecnicas de difraccion de rayos X de polvo cristalino y microscopia electronica de transmision. Se ha prestado gran atencion al mecanismo de cristalizacion ya que la incorporacion del silicato laminar puede afectar a la velocidad de cristalizacion y al tipo de nucleacion. Tambien se ha estudiado la cinetica de la cristalizacion isotermica y no isotermica mediante calorimetria diferencial de barrido, microscopia optica y difraccion de rayos X en tiempo real simultanea a bajo (SAXS) y alto angulo (WAXD).