Il policaprolattone (PCL) è un poliestere biodegradabile ampiamente studiato la cui storia risale ai primissimi poliesteri sintetici negli anni '30.
È un poliestere alifatico saturo ed è semicristallino con grado di cristallinità fino al 70% a seconda dei pesi molecolari medi ponderali compresi tra 3000 e 800000 g /mol. L'interesse per questo polimero è aumentato quando si è scoperto che esso è biodegradabile grazie all'azione di funghi e batteri.
Proprietà del policaprolattone
Le proprietà del polimero dipendono dal suo peso molecolare: quelli a basso peso molecolare sono liquidi viscosi mentre quelli ad alto peso molecolare sono polimeri morbidi e flessibili con basso punto di fusione e bassa temperatura di transizione vetrosa.
Il policaprolattone ad alto peso molecolare ha proprietà meccaniche simili al polietilene avendo una resistenza a trazione di 12–30 Mpa e allungamento a rottura tra il 400 e il 900%.
Ha eccellente solubilità nei comuni solventi organici e capacità di formare miscele polimero-polimero e ciò consente di miscelare il PCL con polimeri a degradazione più rapida per regolare sia le proprietà meccaniche che il tempo di degradazione.
La sua permeabilità all'ossigeno è paragonabile a quella del polietilene quindi non può essere utilizzato come un buon materiale di barriera all'ossigeno.
Al contrario, del polietilene, tuttavia, assorbe l'umidità e la sua permeabilità al vapore acqueo è particolarmente elevata a causa dei gruppi di esteri polari nella sua struttura molecolare.
È incolore e miscibile con una varietà di polimeri.
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Sintesi del policaprolattone
Può essere ottenuto attraverso due modalità:
- policondensazione dell' acido idrossicarbossilico ovvero l' acido 6-idrossiesanoico
- polimerizzazione con apertura di anello dell'estere ciclico ε-caprolattone. La reazione avviene con il glicole dietilenico in presenza di stagno(II) 2-etilesanoato quale catalizzatore
Sintesi del policaprolattone
Il metodo di condensazione diretta dell'acido 6-idrossiesanoico noto come acido 6-idrossicaproico è meno utilizzato, per la sintesi su larga scala di polimeri ad alto peso molecolare, rispetto all'altro. La polimerizzazione ad apertura dell'anello avviene a catena in cui il terminale di una catena polimerica attacca i monomeri ciclici per formare un polimero più lungo
È possibile utilizzare iniziatori nucleofili anionici, cationici e non ionici
Usi
Per la sua biodegradabilità e biocompatibilità è usato nelle applicazioni di ingegneria tissutale. È utilizzato nei materiali riassorbibili e per il rilascio controllato dei farmaci
Inoltre è usato come additivo per le resine per migliorarne le proprietà di lavorazione e proprietà quali tenacità, flessibilità e compressione. L'uso più importante del policaprolattone è nella produzione di poliuretani speciali dotati di buona resistenza ad acqua, olio, solventi e cloro
