Compósitos poliméricos de poli(ácido lático) e magnetita

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: França, Juliene Oliveira Campos de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Nanopartículas magnéticas
Ácido lático
Nanocompósitos
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/51019
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2024.
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spelling Compósitos poliméricos de poli(ácido lático) e magnetitaNanopartículas magnéticasÁcido láticoNanocompósitosTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2024.Nanocompósitos à base de poli(ácido láctico) (PLA) e nanopartículas de magnetita (NPM-Fe3O4) são uma solução inovadora para uma ampla gama de aplicações, incluindo tratamentos biomédicos, sistemas de purificação ambiental e dispositivos eletrônicos. Um dos principais desafios nessa área é garantir a estabilização e dispersão eficaz das nanopartículas de magnetita. Para enfrentar esse desafio, desenvolvemos um método de síntese que utiliza mediação ultrassônica e um único precursor de ferro(II), eliminando a necessidade de surfactantes ou solventes orgânicos e permitindo a produção em condições de temperatura ambiente. Os nanocompósitos resultantes, com 18% e 33% de Fe3O4 em massa, demonstraram um comportamento térmico notável, caracterizado por duas perdas de massa: uma em temperatura de degradação (Td) mais baixa e outra com Td mais elevada em comparação ao PLA puro. Isso indica uma interação através de ligações de hidrogênio entre PLA e NPM-Fe3O4, melhorando a estabilidade térmica do polímero. Análises de FT-IR confirmaram essa interação, mostrando mudanças nas bandas das vibrações dos grupos terminais –OH do polímero e das ligações Fe–O. A espectroscopia Raman revelou que o PLA atua como uma camada protetora contra a oxidação das NPM-Fe3O4, especialmente no nanocompósito com 18% de Fe3O4, quando exposto a um laser de alta potência. Além disso, as análises de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e de Varredura (MEV) confirmaram a presença de nanopartículas bem dispersas na matriz de PLA, sem necessidade de reagentes adicionais. Testes preliminares com diferentes metodologias de coprecipitação de íons de Fe(II) e Fe(III) mostraram dificuldades em controlar a quantidade de magnetita nos compósitos e resultaram em perdas significativas de PLA. Em contraste, nosso método sonoquímico se destacou por sua simplicidade, economia de recursos, maior controle sobre a quantidade de NPMs incorporadas, repetibilidade das sínteses e produção de materiais com propriedades promissoras, como maior resistência oxidativa. Em resumo, nossa abordagem inovadora para a síntese de nanocompósitos PLA/NPM oferece um caminho eficiente e sustentável para desenvolver materiais avançados com amplas aplicações tecnológicas e científicas.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).Nanocomposites based on poly(lactic acid) (PLA) and magnetite nanoparticles (MNPFe3O4) show promise for applications in biomedical treatments. One key challenge is to improve the stabilization and dispersion of MNP-Fe3O4. To address this, we synthesized MNP-Fe3O4/PLA nanocomposites using ultrasound mediation and a single iron(II) precursor, eliminating the need for surfactants or organic solvents, and conducted the process under ambient conditions.The resulting nanocomposites, containing 18% and 33% by mass of Fe3O4, demonstrated remarkable thermal behavior, characterized by two mass losses: one at a lower degradation temperature (Td) and another with a higher Td compared to pure PLA. This indicates an interaction through hydrogen bonds between PLA and NPM-Fe3O4, improving the polymer's thermal stability. FT-IR analyses confirmed this interaction, showing changes in the bands related to the vibrations of the polymer's terminal –OH groups and the Fe–O bonds. Raman spectroscopy revealed that PLA acts as a protective layer against the oxidation of NPM-Fe3O4, especially in the 18% Fe3O4 nanocomposite when exposed to a high-power laser. Furthermore, Transmission Electron Microscopy (TEM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses confirmed the presence of well-dispersed nanoparticles within the PLA matrix, without the need for additional reagents. Preliminary tests with different coprecipitation methodologies of Fe(II) and Fe(III) ions showed difficulties in controlling the amount of magnetite in the composites and resulted in significant PLA losses. In contrast, our sonochemical method stood out for its simplicity, resource efficiency, better control over the amount of incorporated NPMs, reproducibility of the syntheses, and production of materials with promising properties, such as greater oxidative resistance. In summary, our innovative approach to the synthesis of PLA/NPM nanocomposites offers an efficient and sustainable path for developing advanced materials with broad technological and scientific applications.Instituto de Química (IQ)Programa de Pós-Graduação em QuímicaDias, José AlvesFrança, Juliene Oliveira Campos de2024-11-25T16:56:00Z2024-11-25T16:56:00Z2024-11-252024-07-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFRANÇA, Juliene Oliveira Campos de. Compósitos poliméricos de poli(ácido lático) e magnetita. 2024. 111 f., il. Tese (Doutorado em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio.unb.br/handle/10482/51019porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-11-25T16:56:00Zoai:repositorio.unb.br:10482/51019Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-11-25T16:56Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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