C1 hammaddeleri ve epoksit bileşikleri kullanılarak poliglikolik asit kopolimerlerinin sentezi

Abstract

Poliglikolik asit (PGA, ticari adı Kuredux) biyobozunabilme özelliğine sahip olan bir poli-α-hidroksi asittir. PGA' nın yüksek derecedeki kristallinitesi, kahverengi renkte oluşu ve nispeten yüksek Tm (erime sıcaklığı) ve Tg' ye (camsı geçiş sıcaklığı) sahip olması sebebiyle ticari olarak kullanılması kısıtlanmaktadır. PGA' yı diğer pazarlama malzemelerinde (örneğin; paketleme malzemesi) kullanabilmek için fiziksel özellikleri geliştirilmelidir. Polimer kimyasında polimerlerin fiziksel özelliklerini geliştirmenin en iyi yolu, uygun komonomerler yardımıyla yapılan kopolimerleştirme işlemi olarak bilinmektedir. Bu nedenle; PGA sentezi için kullanılan alternatif sentez metodu uygulanarak, formaldehit (triokzan kullanılarak), karbon monoksit ve uygun bir epoksit komonomerinin katyonik olarak polimerleştirilmesiyle PGA esaslı poliester/eter'ler sentezlenebilir. Epoksit bileşikleri komonomer olarak kullanıldığında PGA' nın kristal yapısı bozulmakta ve PGA' nın çözünürlüğünün artması sağlanmıştır, bu sayede PGA'nın fiziksel özellikleri (örneğin; erime sıcaklığı ve renk) önemli ölçüde değişmiştir. Uzun zincirli epoksit komonomerlerinin PGA zincirine eklenmesiyle elde edilen terpolimerlerin (kopolimerlerin) renklerinin de literatürdeki bulgulara göre beyaza yakın olduğu ve bu terpolimerlerin erime sıcaklıklarıda (Tm) önemli ölçüde düştüğü görülmüştür. Bu anlamda incelenecek özellikler olarak; elde edilen kopolimerlerin fiziksel ve termal (erime ve camsı geçiş sıcaklıkları) özelliklerinin ne derecede değiştiğini gözlemlemek önemli olmuştur. Bu çalışmanın başarılı sonuçlanması ile çoğunlukla biyomedikal alanda kullanılan PGA' nın, daha farklı ticari alanlarda da kullanılması hususunda önemli bir katkı sağlanmıştır.

Polyglycolic acid (PGA, trade name is Kuredux) is the simplest biodegradable poly(?-hydroxy acid). The high Tm and Tg of PGA limit the highly crystalline polymer's use as a replacement for a commodity plastic in the industry. The brown or beige color displayed by PGA also diminishes its use in many packaging applications. In order to utilize PGA in other marketing materials such as packaging, the polymer should be specifically engineered to improve the physical properties by a copolymerization strategy utilizing appropriate comonomers. Using the same strategy for the production of PGA, PGA based polyester/ethers (PGA analogues) can be synthesized by cationic copolymerization of formaldehyde (from trioxane), carbon monoxide and a comonomer varied in structure of long chain epoxides. Epoxide comonomers having long side chains will disrupt the crystallinity of PGA, and its solubility will increase. Thanks to this strategy, the revealed trends provide important polymer structure/property relationship and differentiate the utility of the comonomers for modulating the physical properties (such as solubility, melting temperature and color) of PGA. To improve on the physical properties (solubility, color, melting temperature, etc.) of PGA, terpolymerizations (copolymerizations) using different epoxide comonomers having longer side chains need to be studied. Epoxide incorporated PGA copolymers having long side chains were expected to show lower melting temperatures and high solubilities compared to the PGA homopolymer. Obtained copolymers are also considered as having white to off-white colors. The physical (solubility and color change) and thermal properties (melting and glass transition temperature) of the obtained copolymers will be important to investigate. The obtained successful outcomes of the study will provide important contributions to the utilization of PGA in different commercial applications other than biomedical applications.