Nesta dissertação, foram sintetizados copolímeros à base de estireno (STY), divinilbenzeno (DVB) e metacrilato de metila (MMA) com propriedades magnéticas pela técnica de polimerização em suspensão. Os copolímeros foram caracterizados quanto à sua morfologia, ao teor de ferro incorporado, à densidade aparente, à distribuição de tamanho de partículas e quanto às suas propriedades magnéticas. Foi avaliado o efeito da variação da quantidade de MMA introduzida na reação de copolimerização sobre o teor de ferro incorporado no copolímero. Copolímeros que não utilizaram MMA foram, em geral, os que apresentaram maior incorporação de ferro e melhor controle morfológico. A substituição da gelatina como agente de suspensão por uma mistura de gelatina e 2-hidroxietilcelulose levou a um melhor controle morfológico das partículas do copolímero. Quando a temperatura foi alterada de 80oC para 70oC e a velocidade de agitação de 480rpm para 360rpm, houve um aumento no teor de ferro incorporado nas partículas poliméricas / In this study copolymers based on styrene (STY), divinylbenzene (DVB) and methyl methacrylate (MMA) with magnetic properties were synthesized by suspension polymerization technique. The copolymers were characterized according to morphology, iron content incorporated, bulk density, particle size distribution and magnetic properties. The effect of MMA content introduced in the copolymerization reaction on iron content in copolymer was evaluated. Generally, copolymers without MMA presented the biggest iron content incorporated and the best morphologic control. The replacement of gelatin as suspension stabilizer by mixture of gelatin and 2-hydroxyethylcellulose improved the morphologic control of particles (spheric shape). When the temperature was decreased from 80oC to 70oC and the velocity of stirring from 480rpm to 360rpm the iron content in polymeric particles increased

Orientador: Prof. Dr. Danilo Justino Carastan / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / Blendas de poliestireno e polipropileno foram preparadas em diferentes composições, com e sem a adição de compatibilizantes, para estudar e avaliar o grau de facilidade de obtenção de morfologia cocontínua, sua estabilidade morfológica e propriedades mecânicas. Os compatibilizantes utilizados foram copolímeros em bloco de poliestireno-b-poli(etileno-cobutileno)- b-poliestireno (SEBS) de três diferentes tipos, além de cargas nanoestruturadas, de partículas de sílica e argila. O grau de continuidade do poliestireno foi observado através da técnica de extração por solvente, a obtenção ou não da morfologia cocontínua foi observada por microscopia eletrônica de varredura, e sua estabilidade por caracterizações em microscopia ótica com o uso de platina de aquecimento. As propriedades mecânicas das blendas foram avaliadas por ensaios de tração, com o objetivo de verificar se a morfologia cocontínua e a adição dos compatibilizantes proporcionaram diferentes propriedades mecânicas às misturas obtidas. De fato, a adição dos compatibilizantes gerou uma certa estabilidade, influência no grau de continuidade além de facilitar a formação da morfologia cocontínua para algumas composições das blendas, porém não impediu completamente a ocorrência do efeito de coalescência. Para as composições limites, como 70/30 de PS/PP, os compatibilizantes SEBS 20 e a nanossílica R812 facilitaram a formação da morfologia, aumentando o intervalo de composições cocontínuas, além de conseguiram manter uma certa estabilidade da estrutura mesmo após o tempo de tratamento térmico. As cargas nanoestruturadas, conforme já previsto, interferiram nas propriedades mecânicas, aumentando a rigidez das blendas, independente da composição, sendo o oposto observado com os copolímeros, que por serem elastoméricos, aumentaram a flexibilidade das amostras. / Polystyrene and polypropylene blends over a wide composition range, with and without the addition of compatibilizers were prepared to study and evaluate the ease of obtaining a cocontinuous morphology, as well as their morphological stability and mechanical properties. Three different types of polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS) block copolymers, as well as nanoclay and nanosilica were used as compatibilizers. The range of cocontinuity in the polymer blends was detected by the solvent extraction technique, and the type of morphology obtained was evaluated by scanning electron microscope (SEM). Annealing experiments were carried out to evaluate the stability of the blends by optical microscopy. The samples were submitted to tensile testing in order to evaluate the effect of the different types of morphology on the mechanical properties. The addition of compatibilizers was shown to create a certain stability in some compositions, however, the coarsening effect was not completely prevented. The presence of compatibilizers increased the range of cocontinuity and morphological stability in some compositions, such as 70/30 PS/PP. The nanoparticles, as expected, had an effect on the mechanical properties, increasing the stiffness of the blends, regardless of the composition, while the opposite was observed for the copolymers. Being elastomers, they increased the flexibility of the blends.

Nesta dissertação, foram sintetizados copolímeros à base de estireno (STY), divinilbenzeno (DVB) e metacrilato de metila (MMA) com propriedades magnéticas pela técnica de polimerização em suspensão. Os copolímeros foram caracterizados quanto à sua morfologia, ao teor de ferro incorporado, à densidade aparente, à distribuição de tamanho de partículas e quanto às suas propriedades magnéticas. Foi avaliado o efeito da variação da quantidade de MMA introduzida na reação de copolimerização sobre o teor de ferro incorporado no copolímero. Copolímeros que não utilizaram MMA foram, em geral, os que apresentaram maior incorporação de ferro e melhor controle morfológico. A substituição da gelatina como agente de suspensão por uma mistura de gelatina e 2-hidroxietilcelulose levou a um melhor controle morfológico das partículas do copolímero. Quando a temperatura foi alterada de 80oC para 70oC e a velocidade de agitação de 480rpm para 360rpm, houve um aumento no teor de ferro incorporado nas partículas poliméricas / In this study copolymers based on styrene (STY), divinylbenzene (DVB) and methyl methacrylate (MMA) with magnetic properties were synthesized by suspension polymerization technique. The copolymers were characterized according to morphology, iron content incorporated, bulk density, particle size distribution and magnetic properties. The effect of MMA content introduced in the copolymerization reaction on iron content in copolymer was evaluated. Generally, copolymers without MMA presented the biggest iron content incorporated and the best morphologic control. The replacement of gelatin as suspension stabilizer by mixture of gelatin and 2-hydroxyethylcellulose improved the morphologic control of particles (spheric shape). When the temperature was decreased from 80oC to 70oC and the velocity of stirring from 480rpm to 360rpm the iron content in polymeric particles increased

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, copolímeros à base de acrilonitrila e divinilbenzeno foram sintetizados, utilizando a técnica de polimerização em suspensão, na presença de três agentes porogênicos diferentes (álcool isoamílico, metil-etil-cetona e tolueno). Esses copolímeros foram caracterizados por meio da determinação da densidade aparente, do volume e diâmetro de poros, por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura e foram avaliados quanto à capacidade de inchamento em heptano e tolueno. O principal intuito dessa pesquisa foi correlacionar a formação da estrutura porosa desses materiais com os principais parâmetros de síntese (grau de diluição dos monômeros, poder solvatante do diluente e teor do agente de reticulação). Desses parâmetros, o que mais influenciou na formação da estrutura porosa desses materiais foi o poder solvatante do diluente. A teoria dos parâmetros de solubilidade de Hansen e Hildebrand foi utilizada com o intuito de fazer uma previsão das características porosas dos copolímeros à base de acrilonitrila e divinilbenzeno sintetizados na presença de três diluentes diferentes. Dentre esses diluentes, o álcool isoamílico foi o pior solvente para os copolímeros de AN-DVB, em todos os teores de agente de reticulação e em todas as diluições utilizadas. O tolueno foi o melhor solvente para os copolímeros que contêm altos teores de agente de reticulação. Estas observações estão de acordo com as previsões dos parâmetros de solubilidade de Hansen e Hildebrand. A metil-etil-cetona foi o melhor solvente para os copolímeros que contêm teores intermediários de agente de reticulação. Esta observação só está condizente com o parâmetro de solubilidade de Hansen. / In this work, acrylonitrile-divinylbenzene copolymers were synthesized using the technique of suspension polymerization in the presence of three different solvents (isoamyl alcohol, methyl-ethyl-ketone and toluene). These copolymers were characterized by apparent density, pore volume and pore diameter, optical and scanning electron microscopy, and were evaluated for their ability to swell in heptane and toluene. The principal aim of this research was to correlate the porous structure formation of these materials, with the main synthesis parameters (degree of dilution, solvating power of the diluent and crosslinking degree). Among these parameters, the most important on the formation of the materials porous structure was the solvating power of the diluent. The theory of solubility parameters of Hansen and Hildebrand was used in order to make a prediction of the porous characteristics of acrylonitrile-divinylbenzene copolymers synthesized in the presence of three different diluents. Among these solvents, the isoamyl alcohol was the worst solvent for acrylonitrile-divinylbenzene copolymers, at all levels of crosslinking degree and at all dilutions used. Toluene was the best solvent for the copolymers containing high levels crosslinking degree. These observations are consistent with the predictions of the solubility parameters of Hansen and Hildebrand. The methyl-ethyl-ketone was the best solvent for the copolymers containing intermediate crosslinking degree. This observation is only consistent with the Hansen solubility parameters. In this work, acrylonitrile-divinylbenzene copolymers were synthesized using the technique of suspension polymerization in the presence of three different solvents (isoamyl alcohol, methyl-ethyl-ketone and toluene). These copolymers were characterized by apparent density, pore volume and pore diameter, optical and scanning electron microscopy, and were evaluated for their ability to swell in heptane and toluene. The principal aim of this research was to correlate the porous structure formation of these materials, with the main synthesis parameters (degree of dilution, solvating power of the diluent and crosslinking degree). Among these parameters, the most important on the formation of the materials porous structure was the solvating power of the diluent. The theory of solubility parameters of Hansen and Hildebrand was used in order to make a prediction of the porous characteristics of acrylonitrile-divinylbenzene copolymers synthesized in the presence of three different diluents. Among these solvents, the isoamyl alcohol was the worst solvent for acrylonitrile-divinylbenzene copolymers, at all levels of crosslinking degree and at all dilutions used. Toluene was the best solvent for the copolymers containing high levels crosslinking degree. These observations are consistent with the predictions of the solubility parameters of Hansen and Hildebrand. The methyl-ethyl-ketone was the best solvent for the copolymers containing intermediate crosslinking degree. This observation is only consistent with the Hansen solubility parameters.

Neste trabalho, se pretende caracterizar a morfologia de filmes finos poliméricos por meio de técnicas de processamento de imagens, utilizando principalmente a geometria computacional e técnicas de classificação de padrões. Os objetivos principais foram quantificar as grandezas geométricas das estruturas observadas nos filmes finos e descrever padrões de superfície formados nestes filmes. Foram estudadas imagens obtidas por microscopia de força atômica (AFM) de amostras de filmes finos SEBS [poliestireno-poli(etileno-co-butileno)-poliestireno], depositados sobre um substrato de mica por técnicas de imersão. Os filmes finos SEBS são considerados de grande interesse devido à formação de estruturas auto-organizadas na escala nanométrica. A caracterização e a obtenção da morfometria dos filmes são de relevância neste trabalho, pois contribuem para o entendimento da dinâmica de formação destes padrões nas nanoestruturas estudadas. Foram analisadas diferentes morfologias, como forma de gotículas com anéis concêntricos e forma de tiras e pontos regularmente espaçados. Os resultados obtidos permitem caracterizar os padrões observados. / In this work, we intend to characterize the morphology of polymer thin films by techniques of image processing, mainly using computational geometry and pattern classification. The main objectives were to quantify the geometrical structures observed in thin films and describe surface patterns formed in these films. Were studied images obtained by atomic force microscopy (AFM) of SEBS [polystyrene-poly(ethylene-co-butylene)-polystyrene] thin films samples, deposited on a mica substrate by dip-coating technique . SEBS thin film polymers have great interest due to the formation of self-organized structures on the nanometer scale. The characterization and obtaining measurements of the morphology of the thin films are of relevance in this work, because they contribute to the understanding of the formation dynamics of these patterns in nanostructures studied. We analyzed different morphologies, such as droplets form with concentric rings and stripe and regularly spaced points forms. The results allow to characterize the observed patterns.

Azopolímeros apresentam propriedades de fotoisomerização, úteis para confecção de memórias ópticas, que dependem da arquitetura molecular do azopolímero e do filme formado a partir dele. Neste trabalho foram sintetizados polímeros com arquitetura molecular controlada, usando os azomonômeros [4-(N-etil-N-2-(metacriloxietil)) amino-2\'-cloro-4\'-nitroazobenzeno] (DR13MA) e [4-(N-etil-N-2-(metacriloxietil)) aminoazobenzeno] (MAEAMA). Para a síntese de homopolímeros e copolímeros em bloco foram utilizados dois métodos: NMRP - polimerização radicalar mediada por nitróxidos e ATRP - polimerização radicalar por transferência de átomo. Foram produzidos copolímeros dibloco, com um dos blocos contendo azocorantes, pela reação do monômero DR13MA com macroiniciadores poliestireno (PS) no método NMRP, e poli(metacrilato de metila) (PMMA) via ATRP. Homopolímeros de ambos os azomonômeros foram sintetizados por ATRP, e assim como os copolímeros em bloco mostraram cadeias com baixa polidispersividade. Complementando o trabalho de síntese, foram estudadas as propriedades dos materiais na interface ar-água, utilizando filmes de Langmuir, e procedeu-se a transferência dos mesmos para substratos sólidos formando filmes Langmuir-Blodgett (LB). Nos filmes de Langmuir foi observada a conformação e as interações (agregação) das moléculas dos materiais, destacadamente, no caso do homopolímero HPMAEA, foi observado um patamar próximo a 8 mN/m na isoterma de pressão de superfície, indicando haver reorganização do material no filme. Os filmes LB serviram como objeto de estudo das propriedades ópticas dos compostos, e no caso do homopolímero HPDR13 sintetizado via ATRP, pela primeira vez foi possível a realização de medidas em filmes puros do material. Medidas de armazenamento óptico foram realizadas para comprovar a aplicabilidade dos materiais em memórias ópticas. No caso do terpolímero PS-b-[MMA-co-DR13] sintetizado por NMRP, os resultados de armazenamento foram semelhantes aos obtidos com blendas. Para o homopolímero HPMAEA, uma grande influência do tipo de filme empregado (cast ou LB) foi observada no tempo de escrita das memórias, com o tempo para o filme LB sendo 26 vezes menor. Copolímeros em bloco PMMA-b-DR13 podem ser vantajosos por aliarem as propriedades ópticas do homopolímero HPDR13 à maior estabilidade térmica e mecânica do PMMA. / Azopolymers display photoisomerization properties, which can be exploited in optical memories, and depend strongly on the molecular architecture of the polymer chain and kind of film employed. In this work, azopolymers with controlled molecular architecture were synthesized using the azomonomers [4-(N-ethyl-N-2(methacryloxyethyl))amino-2\'-chloro-4\'-nitroazobenzene](DR13MA)and[4-(N-ethyl-N-2-(methacryloxyethyl))aminoazobenzene] (MAEAMA). Two methods were used to synthesize homopolymers and block-copolymers: NMRP - Nitroxide-mediated radical polymerization and ATRP - Atom transfer radical polymerization. Diblock-copolymers were produced, with one block composed by azodyes units, by reacting the monomer DR13MA with a polystyrene (PS) macroinitiator via NMRP, or with poly(methyl methacrylate) (PMMA) macroinitiator via ATRP. Homopolymers of both azomonomers were synthesized by ATRP, and - analogously to the blockcopolymers - exhibited controlled structure with a small polydispersity. The synthesized polymers were then used in the formation of Langmuir films at the air-water interface, which could be transferred onto solid substrates forming Langmuir-Blodgett (LB) films. In Langmuir films, an investigation was made of the conformation and interactions (aggregation) of the film-forming molecules. Interestingly, a plateau was observed at 8 mN/m in the surface pressure isotherm for the HPMAEA homopolymer, pointing to a reorganization of the polymer during compression. For HPDR13 produced by ATRP, it was possible to deposit LB films with no need to use surfactants, unlike the case of HPDR13 synthesized by conventional methods. Optical storage measurements were performed to demonstrate the applicability of the azo-containing materials in optical memories. For the terpolymer PS-b-[MMA-co-DR13] made by NMRP, the storage results were similar to those obtained with blends. In the case of the homopolymer HPMAEA, a large influence of the kind of film used (cast or LB) was observed in the writing time of the memories, with the writing time for the LB film being 26 times faster. PMMA-b-DR13 block-copolymers may be advantageous in combining the optical properties of the homopolymer HPDR13 with the thermal and mechanical stability of PMMA.

Recentemente, utilizando a técnica de auto-agregação (\"self-assembly\") foi possível visualizar a possibilidade de se obterem estruturas de tamanhos nanométricos de maneira rápida, em poucas etapas sintéticas e por meio de simples atrações físicas entre as macrocadeias, simulando as interações dos peptídeos nas proteínas. A principal característica desta técnica baseia-se na estrutura química dos polímeros sintéticos que permite o processo de autoagregação somente com interações físicas entre as macrocadeias (sem ligações covalentes). Por meio desta técnica é possível obter, com eficiência e rapidez, estruturas nanométricas que seriam de difícil obtenção por técnicas convencionais.O objetivo principal desta tese foi estudar uma rota química para a síntese de copolímeros em bloco anfifílicos e a preparação de nanopartículas sensíveis à variação de temperatura e pH, pelo método de auto-agregação. Para isso, copolímeros em bloco anfifílicos foram sintetizados utilizando como segmento hidrofóbico o Poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBHV) e como segmento hidrofílico foram utilizados a Poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm) e Poli(N-isopropilacrilamida-co-ácido acrílico) (PNIPAAmAA). Estes polímeros chamados \"inteligentes\" foram sintetizados pelo novo mecanismo de polimerização radicalar controlada, por transferência de cadeia, via fragmentação e adição reversíveis (RAFT). Essas nanopartículas termo-pH-sensíveis foram empregadas nos estudos de liberação controlada de um ativo modelo, o acetato de dexametasona, sob condições controladas de temperatura e pH. Com os resultados obtidos nesta tese foi possível identificar uma rota química de síntese de copolímeros em bloco anfifílicos sensíveis a temperatura e pH, utilizando-se de reações de acoplamento entre um polímero biodegradável, obtido de fontes renováveis, e polímeros \"inteligentes\". Foi possível demonstrar também, a viabilidade de utilização destes copolímeros anfifílicos na preparação de nanopartículas pela técnica de auto-agregação, o emprego deste sistema na encapsulação e a liberação controlada de um ativo modelo em função de variações de temperatura e pH. / Recently, the self-assembly technique provided an efficient and rapid pathway for obtaining nanometers structures in a nanometer scale using few steps of reactions and by means of simple physical attractions among macro chains, simulating the folding of peptide segments in proteins. The main characteristic of this technique is based on the chemical structure of the synthetic polymers which allow the self degradation process only with physical interactions between the macro chains (without covalent bonds). By the utilization of this technique is possible to obtain, easily and efficiently, nanometers structures, which would be difficult to be obtained by conventional techniques. The aim of this work was to study a chemical route for designing amphiphilic block copolymers and nanoparticles that exhibit thermo and pH responsive by means of self-assembly method. For this purpose, amphiphilic block copolymers were synthesized using as hydrophobic segment Poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBHV) and as hydrophilic segments, Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) and Poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) (PNIPAAmAA). The hydrophilic polymers, called \"smart\" polymers were synthesized by a new mechanism of controlled radical polymerization, the reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT). These nanoparticles sensitive to temperature and pH were utilized in a drug delivery system of a model drug, the Dexametasone acetate (DexAc) under controlled environment of temperature and pH. The results allowed identifying a chemical route for the synthesis of stimuli-responsive amphiphilic block copolymers by means of coupling reactions of a biodegradable polymer obtained from renewable resources with smart polymers. It was also possible to demonstrate the possibility of utilization of these amphiphilic copolymers in the preparation of nanoparticles by self-assembly technique as well as the utilization of this system in the encapsulation and in the drug delivery of a model drug with variation of temperature and pH.

Orientador: Eliana Aparecida de Rezende Duek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T11:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_AdrianaCristinaMottadeMenezes_D.pdf: 5297587 bytes, checksum: 9519d7cb25184a92ad96f65a3461d54a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Dispositivos bioreabsorvíveis têm sido intensivamente estudados para aplicações em ortopedia e traumatologia, no reparo de fraturas ósseas provenientes principalmente de traumas. O poli (L-co-D, L ácido láctico), PLDLA, na relação 70:30 referentes aos monômeros L e D, L ácido láctico, respectivamente é um copolímero utilizado na fixação de fraturas nas regiões bucomaxilo e crânio. Neste trabalho o PLDLA foi sintetizado pela polimerização em massa dos monômeros cíclicos do L-ácido lático e do D, L ácido lático, utilizando como catalisador o Sn (Oct)2, sendo que os monômeros juntamente com o catalisador foram adicionados a uma ampola de vidro selada e imersa num banho de óleo a 130 oC por 72 horas. Obteve-se material com alta massa molar (105 g/mol) o qual foi caracterizado por Ressonância magnética de próton e carbono treze (RMN de 1H e 13C), Espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), Cromatografia de permeação em gel (GPC), Calorimetria exploratória diferencial (DSC) e Análise termogravimétrica (TGA). O PLDLA foi processado por injeção obtendo-se placas e parafusos, os quais foram submetidos a testes mecânicos de flexão, GPC e Microscopia Eletrônica de Varredura (Mev), além do estudo da degradação in vitro, que demonstrou que o copolímero retém 80 % de suas propriedades mecânicas por 4 meses e do estudo in vivo, através do implante do sistema placa-parafuso em tíbias de coelhos, sendo verificado o crescimento de tecido ósseo e a ausência de reações inflamatórias no período estudado( três meses). / Abstract: The applications of bioreabsorbable polymers as temporary prostheses have been highly used in medical procedures related to fracture. Among the bioreabsorbable polymers the poly(Lco- D, L lactic acid), PLDLA, in the 70:30 rate has been studied to obtain plates and screws to recuperate traumas in the cranium and maxilla facial allowing an adaptation of devices to implant local during the surgery. In this work PLDLA was synthesized by mass polymerization of the cyclical monomers as L-lactic acid and D, L lactic acid, using Sn(Oct)2 as catalyst Polymerization were carried out in vacuum sealed, glass ampouls, it was immersed in an oil bath at 1300C, for 72 hours. It was obtained material with high molar mass (around 105 g/mol) which was characterized by: Nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1H RMN and 13C RMN) , Gel permeation chromatography( GPC) , FTIR , Dynamical scanning calorimetry (DSC) and Thermogravimetric analysis (TGA). PLDLA was injection molding process obtained screws plates which evaluated by mechanical tests flexural, GPC and Scanning electron microscopy (SEM). The in vitro study of the plates PLDLA maintained 80% of this strength for 4 months. An in vivo study performed in rabbits tibias showed there was formation osseous tissue and no signs of inflammation tissue were seen ( period three months). / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:00:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trinca_RafaelBergamo_D.pdf: 7109183 bytes, checksum: 36f8cbad69a4e17b2adb60ccbc082e94 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo a síntese e a caracterização de poliuretanas segmentadas (SPUs), baseadas em macrodióis de baixa massa molar (2 kDa) ¿ poli(etileno glicol), poli(L-lactídeo) e poli(carbonato de trimetileno) (PEG, PLLA e PTMC, respecti- vamente) ¿ e diferentes diisocianatos (2,4-diisocianato-tolueno e 1,6-diisocianato-hexano, 2,4-TDI e HDI, respectivamente) e extensores de cadeia (1,4-butanodiol e ácido-2,2-bis(hidroximetil)-propanóico BDO e DMPA, respectivamente). Os macrodióis PLLA e PTMC foram sintetizados por polimerização por abertura de anel (ROP). As SPUs foram obtidas por uma rota de duas etapas: pré-polimerização dos macrodióis com diisocianatos e extensão de cadeia. Estudou-se os efeitos da razão mássica entre os macrodióis sobre as propriedades físico-químicas e morfológicas de SPUs mono, bi e tricomponentes baseadas em 2,4-TDI e BDO. Análises de ¹H NMR e GPC revelaram diferenças na reatividade dos macrodióis, que resultaram em diferenças de composição das SPUs em relação ao meio reacional e na distribuição de massa molar. Análises por DSC, DMTA, AFM e ensaios de intumescimento revelaram que as propriedades intrínsecas dos precursores foram combinadas e moduladas nas SPUs. A combinação dos três macrodióis resultou em SPUs com propriedades únicas, não encontradas nas SPUs binárias e monocomponentes. Os efeitos da natureza de diisocianatos e extensores de cadeia sobre as propriedades de SPUs ternárias também foram estudados. As SPUs baseadas em diisocianatos simétricos (HDI) apresentam temperatura de transição vítrea inferior aos baseados em 2,4-TDI, além disso, essas SPUs são semicristalinas, enquanto as baseadas em 2,4-TDI são essencialmente amorfas. A morfologia das SPUs, tipicamente de fase dispersa em uma matriz, é afetada pela proporção entre os macrodióis e pela natureza dos diisocianatos e dos extensores de cadeia. A capacidade das SPUs em intumescer em água é governada pelo teor de PEG e varia com a temperatura (SPUs termo-responsivas) enquanto as SPUs baseadas em DMPA apresentaram intumescimento dependente do pH do meio (SPUs responsivas ao pH). SPUs com menor teor de PEG e ricas em PLLA foram processadas pela técnica de eletrofiação, resultando em filmes nano fibrosos e porosos com propriedades elastoméricas / Abstract: This study aimed at the synthesis and characterization of segmented polyurethanes (SPUs), based on low molecular weight (2 kDa) macrodiols ¿ poly(ethylene glycol), poly(L-lactide) and poly(trimethylene carbonate) (PEG, PLLA and PTMC, respectively) - and different diisocyanates (2,4-diisocyanato-toluene and 1,6-diisocyanato-hexane, 2,4-TDI and HDI, respectively) and chain extenders (1,4-butanediol and 2,2-bis-hydroxymethyl-propanoic acid, DMPA and BDO respectively). The PLLA and PTMC macrodiols were synthesized by ring-opening polymerization (ROP). The SPUs were obtained by a two-step route: synthesis of prepolymers from diisocyanates and macrodiols, followed by a chain extension step. The effects of the weight ratio of macrodiols on the physico-chemical and morphological properties of SPUs based on 2,4-TDI and BDO were studied. The ¹H NMR and GPC analysis revealed differences in reactivity of macrodióis, which resulted in differences in composition of the SPUs in relation to the reaction medium and in the molar mass distribution. Analysis by DSC, DMTA, AFM and swelling assays revealed that the intrinsic properties of the precursors were combined and modulated in SPUs. The combination of the three macrodiols results in SPUs with unique properties not found in binary and single component SPUs. The effects of the nature of the chain extenders and diisocyanates on the properties of ternary SPUs were also studied. The SPUs based on symmetrical diisocyanates (HDI) presents lower glass transition temperatures than those based on 2,4-TDI. Moreover, they are semi crystalline while SPUs based on 2,4-TDI are essentially amorphous. The morphology of the SPUs, typically of a dispersed phase in a matrix, is affected by the macrodiols ratio and by the nature of diisocyanates and chain extenders. The water swelling capability of the SPUs is governed by the PEG content and varies with temperature (temperature responsive SPUs) as well as with pH (pH responsive SPUs) when BDO is replaced with DMPA. SPUs with low PEG content and rich in PLLA were processed by electrospinning technique, resulting in nanofibrous porous films with elastomeric properties / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Visando a obtenção de uma nova classe de copoliésteres biodegradáveis com propriedades aprimoradas resíduos monoméricos de succinato de isosorbídeo (IS) foram incorporados à cadeia molecular de poli(L-lactídeo), PLLA. Quatro copolímeros, três em bloco e um aleatório, de baixas massas molares médias, miscíveis e com maior caráter hidrofóbico e temperatura final de degradação térmica que PLLA, foram obtidos por meio de diferentes enfoques. Estudos adicionais envolvendo a incorporação de resíduos de IS ou LLA à cadeia polimérica de poli(3- hidroxibutirato), PHB, foram realizados. A introdução de resíduos de IS na cadeia principal de PHB proporcionou resultados similares. Partindo-se de um dos enfoques, com condições de síntese melhoradas e utilizando um extensor de cadeia polimérica, copolímeros em bloco miscíveis de altas massas molares médias foram obtidos com diferentes composições dos meros de LLA e IS. Os filmes obtidos a partir do copolímero apresentaram propriedades mecânicas ligeiramente superiores àquelas de PLLA. Os resultados de degradação hidrolítica em meio ácido (pH = 2) e alcalino (pH =12) para os filmes dos copolímeros e PLLA foram comparáveis. Os copolímeros são passíveis de formar fibras por fiação do fundido, necessária para aplicações que visem a obtenção de suturas biodegradáveis e bioabsorvíveis. Malhas de não-tecido, com potencial uso como suportes para crescimento celular e dispositivos para liberação controlada de fármacos, foram obtidas com sucesso por eletrofiação, a partir das soluções desses copolímeros. A introdução de resíduos de succinato de isosorbídeo na cadeia polimérica de PLLA aumentou significativamente a adesão celular das malhas de não-tecido obtidas a partir dos copolímeros. / With the goal of obtaining a new class of biodegradable copolyesters with improved properties isosorbide succinate (IS) moieties were incorporated into the poly(L-lactide), PLLA, backbone. Three miscible block copolymers and one miscible random copolymer with both hydrophobic character and final degradation temperature higher than PLLA and possessing low average molar masses were obtained through different approaches. Additional investigations involving the incorporation of IS or LLA residues into poly(3-hydroxybutyrate), PHB, backbone were performed. The incorporation of IS moieties into PHB main chain imparted similar results. Starting from one of the approaches, with improved synthesis conditions and using a chain extensor, miscible block copolymers with high average molar masses were obtained with different mer compositions of LLA and IS. Films obtained from the copolymer presented mechanical properties slightly greater than those from PLLA. Acid (pH = 2) and alkaline (pH = 12) hydrolytic degradation data for the copolymers and PLLA films were comparable. The copolymers are capable of forming fibers by melt spinning, needed for applications that aim at the production of biodegradable and bioresorbable sutures. Non-woven mashes, with potential use as cell growth scaffold and drug-controlled delivery devices, were successfully obtained from the copolymer solutions by electrospinning. The introduction of isosorbide succinate moieties into PLLA main backbone increased significantly the cell adhesion of the non-woven mashes attained from the copolymers.