Nessa dissertação foi estudada a síntese de elastômeros microcelulares de poliuretano (EMPU). Foram preparados três EMPU baseados em diisocianato de 4,4 difenilmetano (MDI), com diferentes concentrações de fase rígida (Formulações 1, 2 e 3, com 32, 35 e 42% de fase rígida, respectivamente). As amostras foram preparadas através do método de duas etapas, pelo sistema de pré-polímero. As amostras dos EMPU foram caracterizadas através de ensaios físicos, mecânicos, morfológicos, térmicos e químicos. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram que o aumento no percentual de fase rígida levou a um aumento na resistência à tração e na resistência ao rasgamento. O alongamento na ruptura não apresentou variação significativa com a modificação do percentual de fase rígida. As análises morfológicas indicaram que o aumento no percentual de fase rígida promoveu a formação de microcélulas menores, distribuídas de forma mais homogênea no elastômero. As análises de termogravimetria indicaram a presença de dois estágios de degradação, referentes às fases rígida e flexível, respectivamente. Os ensaios de calorimetria exploratória diferencial indicaram que os EMPU apresentam uma separação de fases à temperatura ambiente. O aumento na quantidade de fase rígida presente nos EMPU implicou em maiores valores de densidade de ligações cruzadas. O ensaio de resistência química demonstrou que os EMPU formulados apresentaram baixos índices de inchamento para solventes industriais comumente utilizados. / In this work, three different microcellular polyurethanes elastomers (EMPU) based on 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with different rigid phase contents were prepared (Formulations 1, 2 and 3 with 32, 35 and 42% of rigid phase content, respectively). The EMPU were obtained by two steps method. The samples were evaluated with respect to physical, mechanical, morphological, thermal and chemical properties. The results showed that the formulation with higher rigid phase content has higher tensile and tear strength. The deformation at rupture not show significant variation with the change in the rigid phase content. Micrographs of SEM indicated that the higher rigid phase content promoted the best cells homogeneity in the samples. The termogravimetric analysis show the presence of the two degradation steps associated to the rigid and flexible phase, respectively. Diferential scanning calorimetry indicated that the EMPU has a phase separation at room temperature. The increase in the rigid phase content implicated in the increase of the cross-linked density of the material. Finally, the EMPU have good chemical resistence in comumm solvents.

As patologias que acometem os membros superiores são bastante incapacitantes para os seres humanos, pois elas são sua principal ferramenta de interação com o mundo tanto pelo papel nas tarefas cotidianas quanto pelo simbolismo que carregam. Na Terapia Ocupacional o objetivo é promover uma melhor qualidade de vida, maior autonomia e participação no cotidiano e, dentre os recursos e abordagens possíveis no processo de reabilitação, as órteses têm grande destaque, pois seu uso correto pode \"aumentar a função, prevenir ou corrigir deformidade, proteger estruturas em processo de cicatrização, restringir o movimento e permitir o crescimento ou remodelação tecidual\" (FESS, 2002, p.98). As órteses mais utilizadas na prática clínica são confeccionadas em material termomoldável de baixa temperatura. Não há opções nacionais deste material, implicando na necessidade de importação que pode gerar dificuldades no acesso a este tipo de material. Leite (2007) desenvolveu um poliuretano derivado do óleo vegetal (mamona) que se mostrou apto para a confecção de órteses após ensaios mecânicos, térmicos e clínicos, mas que necessita de melhorias, principalmente em relação aos aspectos de maleabilidade (moldabilidade) e memória do material. O presente trabalho tem como objetivos caracterizar o material desenvolvido e alguns existentes no mercado e modificar o material desenvolvido por Leite (2007). Para tanto, foram introduzidas modificações - acréscimo de cargas e mudanças na proporção poliol e pré-polímero - e realizados ensaios mecânicos e térmicos de Memória, Dureza, Moldabilidade, Análise Dinâmico-Mecânica, Tração, Temperatura no Contato com a Pele Humana e a velocidade de Resfriamento do material. Os resultados indicam que o acréscimo de Sílica Pirogênica e o aumento da proporção de poliol em relação ao pré-polímero melhoraram a moldabilidade do material e tornaram a memória adequada aos propósitos. Conclui-se que o novo material, o compósito CPU POS, é mais rígido que os importados, suportando maior carga, é seguro para o paciente do ponto de vista de temperatura e possui uma grande validade. A moldabilidade é rápida e necessita que o terapeuta posicione o material, pois ele não se acomoda com a ação da gravidade. A dureza foi diminuída, embora ainda seja maior que a dos materiais de comparação. Assim, o presente estudo contribuiu para um maior conhecimento dos termomoldáveis existentes no mercado utilizados para confecção de órteses e aponta o poliuretano derivado de óleo vegetal, modificado com cargas, como um material adequado para este propósito. / Pathologies that affect the upper limbs are very incapacitating to humans, because they are your primary tool for interaction with the world, both thé role of everyday tasks as the symbolism they carry. In Occupational Therapy the objective is promote a better quality of life, more autonomy and participation in daily life and, among the resources and possible approaches in the rehabilitation process, the orthosis have great prominence, because their correct use can \"enhance function, prevent or correct deformities, protect structures in the healing process, restrict movement and support the growth or tissue remodeling\" (FESS, 2002, p.98). The most used orthosis in clinical practice are fabricated with low temperature thermoplastic. There are no national options of this material, resulting in import which can create difficulties in accessing this type of material. Leite (2007) developed a vegetable (castor) oil based polyurethane that proved suitable for orthosis, after mechanical, thermal and clinical testing, but needs improvements especially aspects of malleability (moldability) and memory of the material. The current work aims at characterizing the material developed and some of the existing materials and modify the material developed by Leite (2007). Therefore, changes have been introduced - increase of fillers and changes in the proportion polyol to prepolymer - and performed mechanical and thermal tests of Memory, Hardness, Moldability, Dynamic Mechanical Analysis, Traction, Temperature in contact with human skin and the speed Cooling the material. The results indicate that the addition of Pyrogenic Silica and increased proportion of polyol in relation to the prepolymer improved moldability ofthe material and made appropriate memory to the purpose. We conclude that the new material, composite CPU POS, is more rigid than the imported, supporting higher load, it is safe for the patient in terms of temperature and has a great validity. The moldability is fast and requires the therapist to position the material, because it does not settle by gravity. The hardness was decreased, although it is still higher than the comparison material. Thus, the present study contributed to a better understanding of existing market thermoformables used for orthosis and points the polyurethane derived from vegetable oil, modified with fillers, as a suitable material for this purpose.

Una cavidad pleural residual (CPR) se origina tras un proceso patológico pleural o tras una resección pulmonar y persiste prolongadamente en el tiempo, dando lugar a diversas complicaciones (infecciones, sangrado, disnea, fístulas y/o dolor). Las causas que originan una CPR pueden ser tuberculosis, infecciones virales, cáncer de pulmón, insuficiencia cardíaca congestiva, etc. Las CPRs deben ser tratadas con inmediatez para evitar severas complicaciones tales como neumotórax, derrames pleurales o hemotórax, pudiendo llegar a producir la defunción del paciente. En la actualidad, los tratamientos de las CPRs consisten en complicadas intervenciones quirúrgicas que suelen acarrear un deterioro posterior en la calidad de vida del paciente. Desde hace algunos años se ha propuesto rellenar las CPRs con materiales sintéticos, habiéndose usado diferentes materiales (esferas huecas de polimetil metacrilato, implantes de prótesis de mama o de testículo, y prótesis expansibles rellenadas con soluciones estériles). Sin embargo, ninguno de estos materiales ha proporcionado resultados suficientemente positivos, ya que no se adaptan completamente a la CPR y generan infecciones o fístulas. Considerando que las espumas poliméricas permiten el relleno de espacios de diferente geometría y tamaño, así como su alta durabilidad y facilidad de aplicación, en este estudio se propone el desarrollo de espumas de poliuretano (PUF) para rellenar CPRs in-situ. Para ello, el estudio se ha llevado a cabo en diferentes etapas. En la primera etapa del estudio, se optimizó la síntesis de espumas de poliuretano mediante la herramienta matemático-analítica de diseño propiedades mecánicas de compresión mostraron una sinergia de propiedades en la utilización de una relación 80/20 de polioles de mayor/menor peso molecular atribuido a la formación de celdas parcialmente abiertas además de un mayor número de celdas por unidad de volumen. Esta espuma de poliuretano presentó una estructura basada en poliureas con alto contenido de enlaces de hidrogeno (ureas bidentadas), mostrando un mayor orden estructural. Los estudios posteriores se centraron en el uso de polioles de diferente naturaleza química y menor funcionalidad (copolímero poliéster/policarbonato diol y poliéster derivado de original con funcionalidades 2 y 1.6, respectivamente). El uso de polioles con menor funcionalidad, produjo una menor reactividad de la espuma de poliuretano, dejando ocluidos grupos NCO en la estructura que, con el tiempo, reaccionaban entre sí formando isocianuratos que rigidizaban la estructura. Esto conllevó una oclusión de dichos de las cadenas alifáticas, permitiendo un mejor reordenamiento, particularmente cuando se utilizaba el copolímero poliéster/policarbonato diol. Así mismo, la estructura celular era diferente cuando se empleaba el copolímero poliéster/policarbonato diol, tanto en forma (más esférica), como en número de celdas por unidad de volumen. Se estudió la influencia del peso molecular de copolímeros de poliéster/policarbonato diol (500-2000 g/mol) en las propiedades de las espumas de poliuretano. La síntesis de las espuma de poliuretano con el copolímero de poliéster/policarbonato de peso molecular 500 g/mol no fue viable. Para el resto de copolímeros de poliéster/policarbonato, se generaba un incremento del número de enlaces urea bidentada, generando estructuras más rígidas con un detrimento de las propiedades físicas (menor volumen de expansión y mayores temperaturas de reacción máxima). Además, se sintetizaron espumas de poliuretano empleando mezclas de polioles 80/20 (poliéter y copolímero de poliéster/policarbonato diol), mejorando las propiedades físicas y mecánicas, ya que con respecto a la espuma R1F, se obtuvieron mejores valores en rendimiento al ser esta comprimidas hasta el 50% de espesor. Se estudió la adición de diferentes materiales grafíticas en las propiedades de las espumas de poliuretano. La adición de distintas cantidades de nanoláminas grafíticas GP500 en cantidades menores del 0.5 % en peso produjo un detrimento en la contribución de ureas bidentadas. No obstante, las propiedades viscoelásticas de dichas espumas de poliuretano mostraron un aumento de módulo de almacenamiento en un amplio abanico de temperaturas, generando un incremento de su rigidez. Las propiedades morfológicas de las espumas de poliuretano se afectaron por la adición de nanoláminas grafíticas, reduciéndose el tamaño de las celdas a medida que se adicionaba mayor cantidad, lo que conllevó una mejora del máximo de presión de compresión. Adicionalmente, se encontró una sinergia de propiedades en el yield point para las espumas de poliuretano con 0.3 y 0.5 % en peso de nanoláminas grafíticas GP500. Por último, se adicionó 0.5 % en peso de nanorellenos con diferente número de nanoláminas grafíticas apiladas (GP300 y GP100). La espuma de poliuretano preparada con GP300 mostró peores propiedades por proporcionar una estructura celular altamente heterogénea con celdas abiertas, cerradas e incompletas. La adición de GP100 mostró propiedades similares a las de GP500, aunque presentaba mayor contenido de grupos NCO libres en la estructura. El siguiente paso en el estudio es el ensayo in-vivo de las espumas de poliuretano optimizadas en ratas, trabajo que se está realizando en la unidad de Cirugía Torácica del Hospital Universitario de Albacete como parte de la tesis doctoral de Mercedes Cambronero Aroca.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-09T18:32:06Z No. of bitstreams: 1 THIAGO REZENDE PEREIRA CUNHA - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 1352465 bytes, checksum: 3481c73a8eaa2b12ea683840100503a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T18:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THIAGO REZENDE PEREIRA CUNHA - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 1352465 bytes, checksum: 3481c73a8eaa2b12ea683840100503a9 (MD5) Previous issue date: 2014-10-28 / Os preservativos masculinos são os principais instrumentos de proteção contra doenças sexualmente transmissíveis e controle de natalidade no mundo e são produzidos, principalmente, a partir do látex natural. Desde os anos 80, com o aumento significativo na utilização de preservativos, a indústria desenvolveu novos modelos com diferentes tamanhos, espessuras e aromas. Com o aumento de relatos de reações alérgicas induzidas pelo látex foram desenvolvidos modelos de preservativos fabricados a partir de outros materiais, como o poliuretano. Estudos sugerem que o poliuretano pode representar uma boa alternativa ao látex, apesar de não possuírem as mesmas propriedades físicas e químicas. Desde 2002 os preservativos de látex são certificados compulsoriamente pela Anvisa e o Inmetro. Atualmente, essa certificação segue os requisitos estabelecidos pela RDC 62/2008. Desta forma, este trabalho objetivou verificar se os requisitos mínimos exigidos para os dispositivos de látex podem ser aplicados aos de poliuretano. Para isso, foram realizados os ensaios de dimensões, espessura, determinação da capacidade volumétrica e pressão de estouro, verificação de orifícios e da integridade da embalagem primária, ensaios descritos na RDC 62/2008, além de microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raio-x, espectroscopia de energia dispersiva e ensaios mecânicos. Os resultados dos ensaios demonstraram as diferenças nas propriedades físico-químicas dos materiais e que os ensaios da norma não podem ser aplicados na íntegra aos preservativos de poliuretano. De acordo com os resultados pode-se concluir que é necessário estabelecer valores de referência para certificação dos preservativos de poliuretano, considerando sua maior resistência e menor elasticidade em comparação ao látex. / Male condoms are the main instruments of protection against sexually transmitted diseases and birth control in the world and are produced mainly from natural rubber. Since the 80s, with the significant increase in the use of condoms, the industry has developed new models with different sizes, thicknesses and tastes. With the increase in reported allergic reactions induced for latex, models of condoms made from other materials such as polyurethane have been developed. Studies suggest that polyurethane can be a good alternative to latex, despite not having the same physical and chemical properties. Since 2002 latex condoms are compulsorily certified by ANVISA and INMETRO. Currently this certification follows the requirements established by RDC 62/2008. Thus, this study aimed to determine if the minimum requirements for rubber devices can be applied to polyurethane. For this, testing of dimensions, thickness, determining the volumetric capacity and bursting pressure, check for holes and integrity of primary packaging, the tests described in RDC 62/2008 were performed, and also scanning electron microscopy, x-ray diffraction, energy dispersive spectroscopy and mechanical testing. The test results showed the differences in the physicochemical properties of materials and the testing of the standard cannot be applied in full to polyurethane condoms. According to the results it can be concluded that it is necessary to establish standards for certification of polyurethane condoms, considering its greater elasticity and lower resistance compared to natural rubber.

O biodiesel, que possui grande potencial para substituição do diesel tradicional na matriz energética, é amplamente estudado pela rota enzimática, cujo biocatalisador pode ser usado de duas formas principais: extra e intracelular. A forma intracelular é considerada mais vantajosa por evitar processos complexos de isolamento, purificação e imobilização, diminuindo o custo efetivo das enzimas. O custo enzimático também pode ser reduzido pela imobilização em suporte adequado. Com base neste contexto, este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar espumas de poliuretano utilizando diferentes formulações e verificar a influência das variáveis temperatura, pH, tempo de cultivo e quantidade mássica de suporte no crescimento de biomassa microbiana in situ de Mucor circinelloides URM 4182 nas espumas de poliuretano sintetizadas, visando a aplicação em processo não contínuo e contínuo de produção de biodiesel etílico a partir do óleo de babaçu. Definidas as melhores condições de cultivo, o trabalho teve como foco a otimização dos parâmetros de produção em sistema contínuo e reator de leito fixo: tempo espacial e razão molar óleo:álcool. Na primeira etapa de trabalho, a biomassa imobilizada em pH 5,5 a 35 ºC em 96 h e com 100 cubos de suporte EPU3 foi a que apresentou resultados de conversão mais elevados no sistema não contínuo (98%). Esta condição foi utilizada para definir os parâmetros da produção de biodiesel em reator de leito fixo e regime de fluxo contínuo. Inicialmente utilizou-se um reator com 44 mm de diâmetro e 56 mm de altura. Com este reator o melhor resultado em termos de rendimento foi da ordem de 64 ± 1,66 % obtido com um tempo espacial de 86 h e razão molar óleo:álcool de 1:6 com 120 cubos de biomassa imobilizada. Outras geometrias de suporte foram analisadas, mas o formato cúbico foi o mais estável, mantendo o rendimento durante o período analisado, apresentando uma perda de biomassa de 2% e produtividade de 5,68 ± 0,15 mg éster g-1 meio h-1. Visando aumentar o rendimento e a produtividade do sistema contínuo, utilizou-se uma segunda configuração de reator com 30 mm de diâmetro e 420 mm de altura. Utilizando os parâmetros já definidos e a nova configuração de reator, obteve-se um rendimento médio de 86 ± 3,53 % a partir do primeiro tempo espacial. A reação foi conduzida por um período máximo de 30 dias. O resultado apresentado em termos de produtividade foi de 7,57 ± 0,31 mg éster g-1 meio h-1 e a perda da biomassa de 44,55 ± 2,40 %. Os resultados de rendimento e produtividade apresentados pelo reator de razão diâmetro:altura de 1:14 foram superiores aos do primeiro reator utilizado que possuía essa razão de 1:1,3. Todavia, grande perda de biomassa foi observada. De forma geral, os resultados encontrados foram promissores para a utilização das células íntegras de Mucor circinelloides imobilizadas em espuma de poliuretano EPU3 para produção de biodiesel em reator de leito fixo operando em fluxo contínuo. Alguns ajustes ainda são necessários, como reduzir a vazão de alimentação inicial para estabilização do leito, visando uma menor perda de biomassa para obtenção de resultados ainda mais relevantes. / Biodiesel has a great potential to replace traditional diesel in the energy matrix and has been widely studied by enzymatic route, whose biocatalyst can be used in two main forms: extra and intracellular. The intracellular is considered more advantageous to avoid complex processes of isolation, purification and immobilization, reducing the effective cost of the enzymes which can also be reduced by immobilization of such biocatalysts on suitable matrix. This study aimed the synthesis and characterization of polyurethanes foams with different recipes and to verify the influence of the variables temperature, pH, cultivation time and mass amount of support in the growth in situ of Mucor circinelloides URM 4182 microbial biomass in the synthetized polyurethane foams, for application in noncontinuous and continuous production process of ethyl biodiesel from babassu oil. After the best growing conditions were defined, the focuses of this work changed to the optimization of the parameters of continuous production system in a fixed bed reactor: space time and molar ratio oil: alcohol. In the first stage of the work, the biomass immobilization in 100 cubes of support EPU3 at pH 5.5 and 35 °C in a period of 96h showed the highest conversion results in non-continuous system (98%). This condition was used to define the parameters of biodiesel production in a continuous flow fixed bed reactor. Initially, a 45 mm diameter and 55 mm height reactor was used. The best yield result with this reactor was approximately 64 ± 1.66% with a space-time of 86 h and the molar ratio oil: alcohol of 1:6 with 120 cubes of immobilized biomass. Different geometries of support were also analyzed, but the cuboid was the most stable, maintaining stable during the period analyzed, with a loss of 2% of biomass and productivity of 5.68 ± 0.15 mg ester. g-1 medium. h-1. In order to increase the yield and productivity in the continuous system, we used a second configuration of reactor: 30 mm in diameter and 420 mm height. It was obtained an average yield of 86 ± 3.53% from the first residence time using the parameters defined and the new configuration of the reactor. The reaction was carried for a period of 30 days. The productivity of was 7.57 ± 0.31 mg ester g-1 medium. h-1 and the biomass loss 44.55 ± 2.40%. The yield and productivity results presented with the second reactor, which diameter:height ratio was 1:14 was higher than that used in the first reactor which the diameter:height ratio was 1:1.3. However, great loss of biomass was observed. Overall, the results were promising for the use of whole cells of Mucor circinelloides immobilized in polyurethane foam EPU3 for biodiesel production in fixed bed reactor operating in continuous flow. Some adjustments are still needed, as the reduction the initial flow feed to stabilize the bed, in order to decrease biomass loss.

O novo paradigma de se preservar o meio ambiente e de se utilizar produtos naturais vem contribuindo para um maior interesse na utilização de materiais derivados da biomassa. Neste sentido, os compósitos poliméricos com fibras vegetais surgem como uma boa alternativa no campo dos materiais para aplicações de engenharia. Os principais objetivos deste trabalho foram o processamento e a caracterização do compósito formado por uma resina poliuretano derivada do óleo de mamona e fibras de sisal e coco. O processamento foi realizado utilizando-se a técnica de moldagem por compressão. As fibras foram utilizadas em diferentes formas como fibras curtas, fibras longas, tecido e fios contínuos. A caracterização foi realizada através dos seguintes ensaios: tração, flexão, impacto, tenacidade à fratura, absorção d’água e DMTA. Foi também avaliado o efeito do tratamento com hidróxido de sódio (10%), nas fibras de sisal e coco, nas análises realizadas. O resultados mostraram que o desempenho dos compósitos com fibras de coco foi inferior aos compósitos com fibras de sisal, e mesmo ao poliuretano. Nos ensaios de tração e flexão, as fibras longas de sisal apresentaram o melhor efeito de reforçamento, seguido dos fios contínuos, fibras curtas e tecido. Nos ensaios de impacto e tenacidade à fratura, o melhor desempenho foi dos compósitos com tecido de sisal. O efeito do tratamento alcalino variou em função do tipo de ensaio e da geometria do reforço. Nos ensaios de tração e flexão, o seu efeito foi positivo para os compósitos com fibras longas e curtas, e negativo para os compósitos com tecido e fios, devido à deterioração da estrutura dos fios. Nos ensaios de tenacidade e impacto foi prejudicial, pois ao melhorar a aderência na interface, reduziu os principais mecanismos de absorção de energia, que são, a extração de fibras e o descolamento na interface. Com relação às medidas de absorção d’água, foi observado aumento no nível de absorção dos compósitos com o aumento da fração volumétrica de fibras. O máximo percentual de absorção foi de 17%, para os compósitos com fibras curtas de coco não tratadas. Este percentual diminuiu com o tratamento alcalino das fibras. Na análise térmica dinâmico mecânica, de uma forma geral, os compósitos mostraram acréscimo do módulo de armazenamento e decréscimo do amortecimento e da temperatura de transição vítrea, Tg, em relação ao poliuretano. Este comportamento foi proporcional ao aumento da fração volumétrica de fibras. / The new paradigm in preserving the environment and the use of natural products has contributed to increase the interest in the development and use of derived biomass materials. In this sense, the polymeric composites with natural fibers appear to be a good alternative for engineering applications. The main targets of this work were the processing and characterization of composites obtained by a polyurethane resin derived from castor oil and sisal and coir fibers. The compression moulding technique was used to process the composite. The fibers were employed in different forms such as: short fibers, long fibers, biaxial weave and continuos yarns. Tension, bend, impact, fracture toughness, water absorption and DMTA tests were used to characterize the composites. The sodium hidroxide (10%) treatment effect on the sisal and coir fibers was also evaluated. The results showed, in general, that the coir fibers composites performance were inferior to the sisal fibers composites, and even to the polyurethane matrix. Under tension and bending conditions, the long sisal fibers presented the best reinforcement effect, followed by the continuous yarns, short fibers, and the biaxial weave. Under impact and fracture toughness tests, the best performance was enhanced by sisal weave composites. The alkaline treatment effect varied in accordance with test type and reinforcement geometry. In tension and bending tests, its effect was positive for composites with short and long fibers and negative for composites with weave and yarns. This late was due to deterioration of the yarn structure. In the impact and toughness tests, the alkaline treatment effect was harmful, because when adherence is improved at the interface, the main energy absorption mechanisms are reduced, that mean, the fibers are pulled out and interface is debonded. Water absorption measurements showed an increase in the absorption level for the composites with higher volumetric fraction of fibers. The maximum water absorption was 17% for composites with non-treated coir short fibers. This percentage decreased for composites with treated fibers. In the dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) the composites showed an increased storage modulus and a decreased glass transition temperature, Tg, when compared to polyurethane matrix. This behaviour was proportional to the increase of the fibers volumetric fraction.

O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um novo material nanocompósito com propriedades biocidas, alta porosidade e alta permeabilidade ao ar, possibilitando sua aplicação na área biomédica. Neste trabalho, foram desenvolvidas membranas compósitas de poliuretano termoplástico (TPU) contendo prata (Ag) e óxido de zinco (ZnO), a partir da evaporação de soluções durante o processo de eletrofiação. Mediu-se as propriedades de viscosidade e de condutividade elétrica das soluções preparadas para eletrofiação. Avaliou-se a modificação da morfologia do material pelo uso de vários solventes em diferentes concentrações. Uma morfologia mais uniforme das membranas contendo fibras eletrofiadas foi obtida com o sistema de solventes tetra-hidrofurano (THF) e dimetilformamida (DMF), na proporção de 50:50. A avaliação da morfologia e da distribuição da fase dispersa inorgânica nas membranas foi efetuada utilizando-se microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), e a formação de fibras com diâmetros na faixa de 250 a 800 nanômetros foi observada. As fases dispersas apresentaram-se distribuídas na membrana, sem a presença de regiões de aglomeração. A presença de prata ou de óxido de zinco nas membranas eletrofiadas foi confirmada através da espectroscopia de energia dispersiva de raios- X (EDS) e por difratometria de raios-X. As propriedades bactericidas das membranas compósitas de TPU/ZnO e TPU/Ag foram avaliadas e estabelecidas em testes com as bactérias S. aureus e K. pneumoniae. O teste de citotoxicidade das membranas de TPU foi executado e numa avaliação inicial foi observada a sua biocompatibilidade. / The aim of this study is to develop nanostructured polyurethane composite membranes which have antibacterial properties, high porosity and high air permeability, suitable for medical applications. Membranes of thermoplastic polyurethane (TPU) having silver and zinc oxide particles as additives were prepared by electrospinning. The impact of the solvents nature on the electrospinning process was studied. The best results were obtained using a mixture of tetrahydrofuran (THF) and dimethylformamide (DMF), at 50:50 ratio. Viscosity and electrical conductivity of the solutions were measured. Morphology of the membranes formed by the fibers was verified using optical microscopy and scanning electron microscopy, and fibers presenting diameters from 250 to 800 nanometers were observed. The presence of silver and zinc oxide particles in the membranes was confirmed using energy dispersive X-ray spectrometry and wide angle X-ray diffractometry. Antibacterial properties of the membranes were evaluated by testing its activity against suspensions of S. aureus and K. pneumoniae. Additionally, cytotoxicity tests were performed for initial evaluation of the biocompatibility of the TPU membranes having silver as additive.

O poliuretano (PU) representa um dos grupos mais importantes de polímeros, com uma grande variedade de tipos e alta versatilidade de aplicações. É uma classe de polímeros na qual as unidades formadoras da cadeia polimérica são interligadas por ligações uretânicas, -O(CO)(NH)- . As macromoléculas são formadas pela reação de pré-polímeros contendo grupos terminais hidroxila com di-isocianatos. Quando excesso de diisocianato é empregado, a macromolécula resultante terá, em suas extremidades, grupos isocianato que podem então reagir com diferentes dióis poliméricos para extender adicionalmente as cadeias, ou com trióis para formar ligações cruzadas (Allcock et al., 2003). Devido a alta versatilidade do poliuretano e por ser o principal componente de produtos de alto consumo como colchões e geladeiras, o volume de resíduo de PU gerado é cada vez maior e por se tratar de um termo-fixo sua reciclagem não é um processo simples. O objetivo do presente trabalho é analisar os efeitos do uso de um poliol reciclado através de um processo de glicólise especifico nas propriedades mecânicas de uma espuma rígida de poliuretano. Diversos métodos de glicólise foram analisados da literatura e com base nas informações encontradas uma rota ótima foi proposta/escolhida. O produto gerado foi então caracterizado e utilizado em diferentes proporções em substituição ao poliol base em formulações padrão de espumas rígidas de poliuretano, de forma que os efeitos da adição do mesmo sobre as características finais relevantes da espuma pudessem ser observadas. O processo de reciclagem apresentado no presente estudo mostrou-se um processo efetivo no tratamento de resíduos industriais de espuma de poliuretano rígido, uma vez que o processo é rápido, de custo relativamente baixo e produz um produto final de qualidade comparável ao dos produtos virgens existentes no mercado. A funcionalidade e número de OH superiores do poliol recuperado trazem inclusive melhorias na estrutura mecânica da espuma final obtida a partir do uso do mesmo. A presença de impurezas advindas de reações secundárias mostraram sua influência na alteração da reatividade da reação de formação da espuma de poliuretano, porém este fato pôde ser ajustado através de alterações no nível de catalisadores adicionados a formulação. / The polyurethane (PU) represents one of the most important groups of polymers, with very versatile types and applications. It is a class of polymers in which the polymeric chain components are linked by uretanic linkages, -O(CO)(NH)-. The macromolecules are formed by the reaction of pre-polymers containg hydroxyl end groups with di- isocyanates. When excess of Isocyanate is used, the resulting macromolecule will have, in its edges, isocyanate groups that can react with different polymeric diols to extent additionally the chains, or with triols to form cross-linked polymers. (Allcock et al., 2003) The unlimited nature of the components A and B plus the several applications makes the PU one of the most versatile plastics. Due to its high versatility and for being the main component in mass consumption products like refrigerators and mattresses, the volume of PU residues generated is each time higher and once it is a thermoset its recycling methods are not easy. The objective of the present work is analyzing the effects of the use of a recycled polyol obtained through a specific glycolysis process in the mechanical properties of rigid PU foam. Different glycolysis methods were analyzed from previous art and an ideal route was established. The recycled polyol was characterized and used in different proportions in substitution of the conventional polyol in standard formulations for rigid foam production, thus the effects of this substitution could be observed. The proposed recycling process showed to be very effective in the recovering of polyols from PU rigid foam residues, once the process is fast, relatively low cost and produces a final product with equivalent quality of a conventional polyol. The higher functionality and OH number of the recovered polyol brings to the final foam superior mechanical properties. The presence of secondary products like primary amines generated in the process could be noticed by the increase in the reactivity of the formulations using the recycled polyol, although this fact was proved to be manageable through adjustments in the aminic catalyst add to the formulations.

Este estudo avaliou a resina de poliuretano de alto desempenho 6470 e endurecedor Dt 082 (Huntsman Advanced Materials Química Brasil Ltda., fornecido pela Maxepoxi, Santo Amaro, São Paulo, Brasil) carregada com 30 % diatomita para ser empregada na modelagem odontológica. O material foi manipulado na proporção de 1/8 entre resina e endurecedor, com acréscimo de acelerador de poliuretano na proporção de uma gota para cada 200gramas de resina. Foram obtidas amostras de resina pura, modificada com diatomita e gesso tipo IV(Fuji Rock EP), GC America Inc-USA para os ensaios de resistência a compressão e tração por compressão diametral ASTM D 695 2(a), resistência a fratura por impacto ISO 179-1: 2000., resistência a flexão três pontos (ISO 1567:1999), resistência ao desgaste por abrasão norma ASTM D 4060. Amostras foram analisadas quanto ao comportamento dimensional em um projetor de perfil (Mitutoyo PJ-A3000 Japão), a rugosidade superficial Ra, e capacidade de copia de detalhes foram analisadas em Rugosímetro (Mitutoyo Surftest SJ-301 - Japão), a dureza superficial foi analisada em durômetro Sussen Wolpert, tipo Testor HT1 com método de Dureza Rockwell. A compatibilidade da resina com elastômeros de moldagem foi analisada com os criterios aderência do material de modelagem no molde e alteração na coloração do modelo obtido. O ensaio de resistência a compressão e tração por compressão diametral foram realizados na Máquina Universal de Ensaios DL2000 EMIC, com célula de carga de 2000 Kgf e velocidade de 1,3 mm/min. O ensaio de flexão foi realizado no mesmo equipamento com distância entre os apoios de 52 mm, célula de carga de 2000 Kgf e velocidade de 5 mm/min. O ensaio de resistência a fratura por impacto foi realizado na Máquina de Impacto CEAST modelo Resil 25 utilizando ensaio tipo Charpy. O ensaio de resistência ao desgaste por abrasão foi realizado em abrasímetro TABER, que determina a perda de massa por 1000 ciclos, utilizando o rebolo padrão CS-17 com 1000g de carga, ASTM D 4060. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente variância e tukey com significância de 95%, e verificou-se que: A resina de poliuretano pura ou modificada com diatomita sobre os dois critérios adotados é compatível com silicone de condensação e adição; a capacidade de cópia da resina foi reduzida com a adição de diatomita mas permaneceu superior ao gesso tipo IV; a diatomita interferiu na rugosidade superficial da resina de poliuretano mas os valores foram menores que os apresentados pelo gesso tipo IV; a diatomita adicionada na resina de poliuretano aumentou a dureza superficial, a resistência a compressão, a tração por compressão diametral, a resistência ao desgaste por abrasão, ao impacto, e a flexão três pontos. A resina pura e a modificada com diatomita foram superiores ao gesso tipo IV para resiste resistência a compressão, a tração por compressão diametral, a resistência ao desgaste por abrasão, ao impacto e a flexão três pontos. Verificou-se comportamento dimensional semelhante para o gesso tipo IV e a resina de poliuretano modificada com diatomita, a resina pura contraiu, a diatomita reduziu a contração da resina de poliuretano. Com a realização desse estudo concluiu-se que: A resina de poliuretano pura ou modificada com diatomita é compatível com os elastômeros silicone de condensação e adição; a carga diatomita no percentual de 30% aumenta a dureza superficial, a resistência a compressão, a resistência a tração por compressão diametral, a resistência a fratura por impacto, a resistência a flexão três pontos, e a resistência ao desgaste por abrasão da resina de poliuretano; a resina de poliuretano quando modificada com 30% de diatomita apresenta comportamento dimensional semelhante ao gesso tipo IV; a diatomita reduziu a capacidade de copia da resina de poliuretano e aumentou sua rugosidade superficial, mas a resina carregada apresentou menor rugosidade superficial e maior capacidade de cópia que o gesso tipo IV; diante dos resultados encontrados com a modificação da resina de poliuretano com 30% de diatomita existe a viabilidade do uso desse material na modelagem odontológica / This study evaluated the high performance polyurethane resin 6470 and hardener Dt 082 (Huntsman Advanced Materials Química Brasil Ltda., supplied by Maxepoxi, Santo Amaro, São Paulo, Brazil) loaded with 30 % diatomite, for use in dental modeling. The material was manipulated in the ratio of 1:8 between resin and hardener, with the addition of the polyurethane accelerator in the proportion of one drop for each 200 grams of resin. Samples of pure resin, modified with diatomite type IV plaster (Fuji Rock EP), GC America Inc-USA, were obtained for the following tests: resistance to compression; diametral compression test ASTM D 695 2(a) to obtain tensile strength, and resistance to fracture by impact ISO 179-1: 2000., three point bending flexural test (ISO 1567:1999); resistance to wear by abrasion, Standard ASTM D 4060. Samples were analyzed with regard to dimensional behavior in a profile projector (Mitutoyo PJ-A3000 Japan); surface roughness Ra, and capacity to copy details were analyzed in a Roughness meter (Mitutoyo Surftest SJ-301 - Japan), surface hardness was analyzed in a Sussen Wolpert durometer Type Tester HT1, with the Rockwell Hardness method. The compatibility of the resin with molding elastomers was analyzed by the criteria of modeling material adherence to the mold and color alteration of the model obtained. The resistance to compression test and diametral compression test for tensile strength were performed in a Universal Test Machine EMIC DL2000, with a 2000 Kgf load cell and speed of 1.3 mm/min. The bending flexural test was performed in the same equipment with a distance of 52 mm between the supports, 2000 Kgf load cell and speed of 5 mm/min. The resistance to fracture by impact was tested in a CEAST Impact Machine model Resil 25 using the Charpy type test. The test for resistance to wear by abrasion was performed in a TABER abrasimeter, which determines the loss of mass per 1000 cycles, using the standard CS-17 abrasive wheel (grindstone) with a 1000g load, ASTM D 4060. The data obtained were statistically analyzed by the analysis of variance and Tukey tests at the level of significance of 95%, and it was verified that: The pure or diatomite-modified polyurethane resin, considering the two criteria adopted, is compatible with condensation and addition silicone; the copying capacity of the resin was reduced with the addition of diatomite, but remained superior to that of type IV plaster; the diatomite interfered in the surface roughness of the polyurethane resin, but the values were lower than those presented by the type IV plaster; diatomite added to the polyurethane resin increased the surface hardness, resistance to compression, traction resistance to diametral compression, resistance to wear by abrasion, impact, and to three point bending flexure. The pure and diatomite-modified polyurethane resin were superior to type IV plaster for resistance to compression, traction resistance to diametral compression, resistance to wear by abrasion, impact and three point bending flexure. Similar dimensional behavior was verified for type IV plaster and diatomite-modified polyurethane resin; the pure resin contracted, and the diatomite reduced polyurethane resin contraction. Conducting this study enabled the following conclusions to be drawn: The pure or diatomite-modified polyurethane resin is compatible with the condensation and addition silicone elastomers; the diatomite load of silicone percent increases the surface hardness, resistance to compression, traction resistance to diametral compression, resistance to fracture by impact, resistance to three point bending flexure, and resistance to wear by abrasion of polyurethane resin; when polyurethane resin is modified with 30% diatomite it has a dimensional behavior similar to that of type IV plaster; the diatomite reduced the polyurethane resin capacity to copy and increased its surface roughness, but the loaded resin presented less surface roughness and greater capacity to copy than the type IV plaster; in view of the results found by modifying the polyurethane resin with 30% diatomite, it is feasible to use this material in dental modeling.

O presente trabalho teve a finalidade de estudar a utilização da radiação ionizante para revestimento de nanopartículas de prata em Cateteres Venosos Centrais de Poliuretano, proporcionando redução de infecções associadas à contaminação de cateteres introduzidos na corrente sanguínea. A espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) possibilitou a identificação de grupos funcionais na estrutura das macromoléculas, como o poli(eteruretano). Um estudo do comportamento térmico dos cateteres de poliuretano, antes e após a radiação ionizante, foi realizado com a finalidade de caracterização do material polimérico desses cateteres. A DSC e a TG, foram empregadas na observação das alterações das propriedades do material antes e depois da degradação. A curva DSC permitiu a caracterização das propriedades térmicas, como Tm e Tg dos copolímeros, assim como, evidenciar os principais eventos térmicos. As nanopartículas de prata possuem propriedades físicas, químicas e biológicas quando comparadas ao metal em escala macroscópica, e têm sido utilizadas na área médica, em razão de sua atividade antimicrobiana excelente. As nanopartículas de dióxido de titânio, obtidas pelo método sol-gel, foram utilizadas como revestimento dos cateteres para posterior impregnação de nanopartículas de prata por radiação ionizante na dose de 25 kGy. A espectrometria Raman foi utilizada na identificação do polimorfo de óxido de titânio, rutilo. Em ensaios com (ICP OES) foram avaliadas as quantidades de titânio e prata nos cateteres revestidos com óxido de titânio e de prata. A avaliação comparativa realizada entre os cateteres antes e após a irradiação, por FTIR, Raman e DSC, possibilitou a utilização da radiação ionizante como agente de esterilização e impregnação de nanopartículas de prata. / The present work aimed to study the use of ionizing radiation for coating of silver nanoparticles on Central Venous Polyurethane Catheters, providing reduction of infections associated with contamination of catheters introduced into the bloodstream. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) enabled the identification of functional groups in the structure of macromolecules, such as poly(etherurethane). A study of the thermal behavior of central venous catheters before and after irradiation, was performed in order to characterize the polymeric material of these catheters. The DSC and TG were employed to observe the changes material properties before and after degradation. The DSC curve at the constant heating and cooling rate allowed the characterization of thermal properties, such as Tm and Tg of copolymers, as well as highlighting the main thermal events. Silver nanoparticles have physical, chemical and biological properties only when compared to metal on a macroscopic scale, and they have been used in the medical field because of its remarkable antimicrobial activity. Titanium dioxide nanoparticles obtained by the sol-gel method were used as the coating catheters for subsequent impregnation of silver nanoparticles with ionizing radiation, at 25 kGy. Raman spectrometry was used to identify the polymorph of titanium oxide, rutile. In trials with (ICP OES) were evaluated amounts of titanium and silver coated catheters in titanium oxide and silver. The comparative assessment conducted between the catheters before and after irradiation by FTIR, Raman and DSC enabled the use of ionizing radiation as an agent of sterilization and impregnating of silver nanoparticles.