The nitroxide radical coupling reaction as a tool for the functionalization of biodegradable aliphatic polyesters and for the immobilization of carboin nanotubes in a polyester matrix

I poliesteri alifatici biodegradabili sono da considerarsi una valida e sostenibile alternativa all'impiego di plastiche convenzionali non biodegradabili grazie alla modulabilità delle loro proprietà termiche e meccaniche ottenibile mediante miscelazione con polimeri, plastificanti, cariche e nanocariche. Tuttavia, la versatilità di questi materiali è anche limitata dalla mancanza di gruppi specifici e funzionalità reattive che ne impedisce l'applicazione in settori dove la presenza di funzionalità specifiche è estremamente importante, quali l'ottico, l'elettronico, il biomedicale, etc. A questo proposito, nel nostro laboratorio abbiamo di recente messo a punto una nuova procedura di funzionalizzazione di polimeri preformati, sia poliolefine che poliesteri alifatici, che si basa sulla reazione di accoppiamento selettivo tra un radicale nitrossido e un macroradicale centrato al carbonio ottenuto per estrazione di idrogeno dalla catena molecolare mediante addizione di perossido [1,2]. In particolare, sono stati innestati su poli(butilene succinato) e poli(acido lattico) e precedentemente anche su polietilene derivati del TEMPO contenenti un'ampia gamma di gruppi funzionali: polari, cromoforici (fluorescenti e foto-responsivi) e ad azione antiossidante. I risultati hanno evidenziato che il procedimento permette non solo di ottenere polimeri modificati nei quali la proprietà funzionale del TEMPO derivato viene trasferita alla matrice polimerica, ma è anche possibile ottenere un buon controllo delle reazioni secondarie che generalmente accompagnano i processi di modifica iniziati da radicali liberi causando una variazione significativa della struttura e delle proprietà finali del polimero. Infine, la reazione di accoppiamento radicale nitrossido/macroradicale al carbonio è stata sfruttata anche ai fini dell'immobilizzazione di catene di poliestere sulla superficie di nanotubi di carbonio con ancorate in superficie delle funzionalità nitrossiliche. Sono stati ottenuti nanotubi covalentemente modificati, e pertanto meglio disperdibili in una matrice polimerica della stessa natura, in cui la nanocarica risulta immobilizzata nella matrice polimerica.