Compósitos hidroxiuretana e fosfotungstato/sílica@anatase como filmes antimicrobianos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Oliveira, Anderson Maida Siqueira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: antimicrobial materials; CO2 fixation; fixação de CO2; hidroxiuretanas; hybrid materials; hydroxyurethanes; materiais antimicrobianos; materiais compósitos do tipo híbridos; NIPUs; organic-inorganic composites
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-07112024-184134/

Os métodos convencionais de produção de poliuretanas envolvem metodologias não muito amigáveis do ponto de vista ambiental, havendo uma necessidade cada vez mais urgente de se pensar em rotas alternativas, que se alinhem melhor aos conceitos da química-verde e economia circular. Poli(hidroxiuretanas) sintetizadas a partir de ciclocarbonatos obtidos via fixação de CO2 e evitando completamente o uso de isocianatos (NIPUs do inglês Non-Isocyanate Polyurethanes) oferecem uma perspectiva duplamente sustentável; tanto pela substituição de compostos altamente tóxicos na sua produção, quanto pela possibilidade de \"reciclagem\" do CO2 atmosférico. Assim sendo, neste estudo foram desenvolvidas NIPUs a partir do bis(ciclocarbonato) derivado do bis-glicidil de polidimetilsiloxano (CCPDMS) e do octa(ciclocarbonato) derivado do octa(glicidil)polioctasesquisiloxano (CCOGPOSS), ambos obtidos pela reação de cicloadição do CO2 em grupos funcionais epóxi. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver metodologias para a confecção de materiais compósitos híbridos, cuja base fosse essas NIPUs, contendo agentes modificadores de rede, os quais viessem a conferir melhores propriedades mecânicas, térmicas, e biológicas, permitindo-se pensar no seu uso como filmes com atividade biológica, em especial antimicrobiana. Na obtenção das NIPUs, os ciclocarbonatos foram reagidos com as aminas 5-amino-1,3,3-trimetilciclohexanometilamina (IPDA) e 3-aminopropil(trietóxisilano) (APTES) para formar as matrizes. Tendo o APTES como terminador de cadeia, foi possível obter um material híbrido, contendo domínios inorgânicos de sílica organicamente modificada (ORMOSIL) interligados à rede polimérica por meio de ligações uretana. Diferentes quantidades de ácido fosfotúngstico (HPW) e partículas core-shell de sílica@anatase (CS) foram adicionadas às matrizes, formando materiais compósitos do tipo híbridos orgânicos-inorgânicos com diferentes propriedades. Os materiais foram caracterizados quanto sua composição química elementar pelas espectroscopias de emissão de raios X EDXRF e EPMA-EDS, estrutura química pelas espectroscopias vibracionais Raman e FTIR e de ressonância magnética nuclear (RMN) e sua cristalinidade e composição de fases cristalinas por difração de raios X(DRX). A morfologia foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), enquanto sua estabilidade térmica foi estudada por termogravimetria (TG) e termogravimetria derivada (DTG). Foram caracterizadas a estabilidade hidrolítica, a taxa de liberação de íons, a molhabilidade e a atividade antimicrobiana frente a bactérias e fungos. Os resultados das caracterizações apontam para um material híbrido polímero-cerâmico, com regiões de ORMOSIL favorecidas pela adição do polioxometalato (HPW) e caráter cerâmico favorecido pela presença da sílica poliédrica nanométrica do POSS. Quanto às partículas CS, não houve modificações significativas na rede polimérica decorrentes da sua adição, no entanto a literatura reporta diferentes comportamentos do HPW em sua presença. Tanto as matrizes PDMS/OGPOSSUr quanto os materiais compósitos apresentaram caráter bacteriostático e/ou bactericida frente aos microrganismos testados, fornecendo uma boa perspectiva para trabalhos futuros quanto ao uso desses híbridos como biomateriais