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ABSTRACTS POR TÓPICO

S6. Impresión en 3D, Superficies e Interfaces Poliméricas

IMPRESIÓN 3D DE PEG-PNIPAM MEDIANTE DLP EN MEDIO ACUOSO: HACIA LA CAPACIDAD DE IMPRESIÓN HIDROFÍLICA
Armando Edgar Castillo1, Melisa Trejo1, Edgar Homero Ramirez Soria1, Tania Ernestina Lara-Ceniceros1, Roman Torres Lubián2, José Bonilla-Cruz*1
1CIMAV, SC-Subsede Monterrey, Nano & Micro Additive Manufacturing of Polymers and Composite Materials Laboratory ‘‘3D LAB’’, Mexico. 2Centro de Investigación en Química Aplicada, ), Department of Macromolecular Chemistry and Nanomaterials, Mexico.


La impresión 3D acuosa ha surgido como una técnica de fabricación aditiva versátil con prometedoras aplicaciones en biomedicina, ingeniería de tejidos y materiales de hidrogel. En esta contribución, copolímeros de poli(etilenglicol) metil éter acrilato-co-(poli(N-isopropilacrilamida) (PEGMA-co-PNIPAM) se imprimieron en 3D por primera vez mediante tecnología de procesamiento de luz digital (DLP) en medios acuosos (agua = 55 % en peso). N-isopropil acrilamida y poli(etilenglicol) diacrilato (PEGDA) se utilizaron como monómero y entrecruzante, respectivamente. El poli(etilenglicol) metil éter (Mn = 2000 Da) se funcionalizó en el extremo de la cadena con cloruro de metacriloilo para obtener PEGMA, que se caracterizó por ATR-IR, SEC y 1H-NMR y se utilizó como prepolímero. La longitud de la cadena del entrecruzante (PEGDA5, PEGDA13 y PEGDA16) afecta significativamente el tiempo de fotopolimerización: ~6 s utilizando PEGDA13 o PEGDA16, y ~17 s para PEGDA5. Las evaluaciones de fotorreología (UV = 395 nm) revelaron cambios esenciales en las propiedades viscoelásticas de cada resina durante el proceso de fotocurado desde 10-1 Pa (resina líquida) hasta 102 Pa (resina fotocurada). La densidad de entrecruzado de la red y la distancia entre dos puntos de enredos en función de la longitud de la cadena del entrecruzante se estimaron en PEGDA5: νe = 1,6 x 1019 m-3 y ξ= 4 x 10-07 m; PEGDA13: νe = 2,1 x 1021 m3 y ξ= 7,8 x 10-08 m; PEGDA16: νe = 4,8 x 1021 m-3 y ξ= 5,9 x 10-08 m. Curiosamente, PEGDA13 promovió una alta resolución y una excelente capacidad de retención de forma en impresiones con forma de oreja que exhibieron un contenido de gel G = 51% y una relación de hinchamiento de Sw = 97%. Se imprimieron en 3D muestras rectangulares y se probaron mecánicamente. Se obtuvo una tenacidad significativamente mejorada del 385% y un módulo de Young (E = 3,7 MPa) utilizando PEGDA13. El análisis SEM y AFM confirmó microdisposiciones de regiones PEG y PNIPAM producidas durante la fotopolimerización. La temperatura crítica inferior de la solución (LCST) se determinó a 35 °C utilizando PEGDA16 y a 32 °C utilizando PEGDA13. En general, demostramos la importancia de seleccionar la longitud adecuada de la cadena de entrecruzante para modular las propiedades macroscópicas de los materiales impresos en 3D.

 


Keywords: monomers, resins., acrylates

Presenting authors email: armando.castillo@cimav.edu.mx
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