[Truncated abstract] The synthetic hydrogel poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) has been used as a biocompatible biomaterial in ocular devices, such as soft contact lenses, intraocular lenses and an artificial cornea. Due to its favourable properties as an already established (but non-biodegradable) biomaterial, PHEMA is an interesting candidate for use as a material for scaffolds in tissue engineering. A tenant of tissue engineering scaffolds is obtaining the appropriate porous morphology to allow for successful cellular attachment and support. PHEMA hydrogels exhibit varied morphological features, which range from non-porous (homogeneous) to macroporous (heterogeneous) and can be readily obtained by fine-tuning the polymerisation conditions. A desirable feature for matrices that are to be used as tissue supports is the ability to biodegrade in a biological environment. This thesis describes the preparation and enzymatic biodegradation behaviour of novel porous PHEMA hydrogels that have been crosslinked with biodegradable peptide-based crosslinking agents. Peptide-based crosslinking agents were designed to contain two terminal polymerisable groups flanking an internal biodegradable backbone. This backbone was specifically designed to be targeted by the proteolytic enzyme papain. The general design template allowed for the development of a synthetic methodology that was readily implemented for the production of a range of olefin-peptide conjugates. A suite of olefin-peptide conjugates of general structure I were synthesised, characterised and further tested with papain to determine their biodegradation properties. ... The second strategy for producing bioresorbable degradation fragments involved the incorporation of the highly hydrophilic comonomer, poly(ethylene glycol) PEG into the PHEMA backbone. The addition of PEG to PHEMA resulted in the formation of homogeneous hydrogels that had an improved hydrophilicity compared to their heterogeneous PHEMA counterparts. The synthetic conditions for the preparation of PHEMA and PHEMA-co-PEG hydrogels by photoinitiated polymerisation were thoroughly investigated. It was found that the pore morphology and general properties (non-porous to macroporous) of these hydrogels could be controlled by the appropriate choice of polymerisation conditions. The hydrogels were characterised by scanning electron microscopy, thermal gravimetric analysis and differential scanning calorimetry. The peptide-based crosslinking agents were successfully co-polymerised with the HEMA and PEGMA via photoinitiated polymerisation to provide a range of PHEMA and PHEMA-co-PEG hydrogels that displayed both homogeneous and heterogeneous hydrogel properties. The final crosslinked hydrogels were characterised by scanning electron microscopy and were subjected to enzymatic hydrolysis. The PHEMA-peptide conjugate hydrogels proved to be biodegradable, with degradation behaviour dependent on the hydrogel formulation and the length of the peptide-based crosslinking agent.

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Nelson Eduardo Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T07:57:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_FranciscoAdaode_D.pdf: 5687735 bytes, checksum: 30f309fc3c8612bce1b126f965cd65a9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A produção de plásticos sintéticos tem aumentado ano após ano, por ser barato, resistente, etc. Mas, os especialistas advertem que o lucro obtido na industrialização e comercialização dos plásticos não pode por em risco o futuro da humanidade. Os fatos demonstram que o planeta já foi prejudicado, principalmente a fauna e a flora marinha. A solução para este problema é o desenvolvimento de materiais biodegradáveis, que garantam um desenvolvimento sustentável, onde o homem e o meio possam conviver sem causar prejuízos entre si. Com este princípio, buscamos neste trabalho o desenvolvimento de blendas biodegradáveis de polímeros naturais, com potencial para substituir alguns dos plásticos convencionais, contribuindo para o binômio produção versus preservação ambiental. A lignina é uma biomacromolécula, assim como o tanino, os quais são disponíveis em grande quantidade no Brasil. O outro componente da blenda, o copolímero de poli(3- hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) ou PHBV, é uma biomolécula, termoplástico natural, biodegradável e biocompatível. Foi escolhida esta proporção (50:50)% (m/m), esta proporção foi a proporção estudada anteriormente, para a blenda de lignina de bagaço de cana com o PHBV, no aparelho Haake. Os estudos das propriedades mecânicas mostraram boas características de resistência, sendo processada na extrusora dupla rosca e injetada para a confecção dos corpos de prova. Foi estudada a biodegradação das amostras, em meio sólido, por ação dos fungos e bactérias do solo. As caracterizações das blendas (50:50) %, (m/m), ligninas, taninos, PHBV e PHB foram feitas por: Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Dinâmico Mecânica (DMA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Elementar (CHN), Espectroscopia de Fluorescência, Fluorescência de Raios-X e Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN- 1H). / Abstract: The production of synthetic plastics has been increasing year after year, for being cheap, resistant, and soon however, the specialists notice that the profit obtained in the industrialization and commercialization of the plastics should not put in risk the Humanity's future. The facts demonstrate that the planet was already harmed, mainly the fauna and the sea flora. The solution for this problem is the development of biodegradable materials to guarantee a sustained development, where the man and the environment have together without causing damages amongst themselves. With this objective, we decided to study in this work the development of biodegradable blends of natural polymer, with potential to substitute some of the conventional plastics, contributing thus the binomial production versus environmental preservation. The lignin is a biomacromolecule, as well as the tannin, theses components are available in great amount in the tropical countries like Brazil. The other component of the blends, the copolymer of poly(3-hydroxybutirate-co-3-hydroxyvalerate) or PHBV, is a natural biomolecule, thermoplastic, biodegradable and biocompatible. It was chosen this proportion (50:50) % (w/w), also this proportion was studied previously in our research group, for the blend of lignin of sugar cane bagasse with PHBV, in the apparatus Haake. The studies of mechanical properties because showed good resistance characteristics. The blends were processed in the twin screw extruders and injected for the making of the test sample. It was studied the biodegradation of the samples, in solid medium, in presence of the fungi and bacteria of the soil. The characterization of blends (50:50%) (w/w), lignins, tannins, PHBV's and PHB's were made by: Fourier Transform Infrared (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dynamic Mechanical Analysis (DMA), Scanning Microscopy Electronic (SEM), Elementary Analysis (CHN), Spectroscopy of Fluorescence, Fluorescence of ray-X and Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen (NMR -1H). / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T18:48:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mariani_PilarDrummondSampaioCorrea_D.pdf: 18147924 bytes, checksum: 325f49ef8840be70ed59254449097128 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O desenvolvimento de polímeros biodegradáveis tem como objetivo contribuir com a redução do volume de lixo plástico descartado no meio ambiente. Em vista disso, a utilização de polímeros naturais na confecção de blendas tem proporcionado o aproveitamento de recursos de fontes renováveis como e o caso do amido e da soja. Nesse trabalho, dando continuidade as pesquisas realizadas anteriormente no grupo de materiais biodegradáveis da Profa. Lucia H. Innocentini-Mei (FEQ/UNICAMP),foram utilizadas blendas a base de poli (e-caprolactona), amido de milho modificado, proteína isolada de soja (PIS) e sorbitol. As blendas foram preparadas através de extrusão em extrusora mono-rosca e prensagem a quente e as amostras assim obtidas foram submetidas a caracterização e estudo da biodegradação em diferentes solos, com o apoio do Laboratório de Microbiologia do solo da ESALQ/USP, sob a supervisão da Profa. Elke J.B. Cardoso. A caracterização dos materiais obtidos deu enfoque as propriedades térmicas, mecânicas, morfológicas e capacidade de biodegradação em solos de diferentes texturas, e com ou sem a adição de N-fertilizante. Observou-se que a incorporação de amido modificado e proteína isolada de soja foram responsáveis pela redução das propriedades térmicas e mecânicas dos materiais, mas, para muitas aplicações estas propriedades não são requisitos indispensáveis. Com relação à proteína isolada de soja, esta proporcionou a redução da relação carbono/nitrogênio (C/N) da blenda como esperado, atributo que foi decisivo durante o processo de biodegradacao das formulacoes em diferentes solos. A mineralizacao das formulações foi maior em solo de textura arenosa, com maior conversão de carbono a dióxido de carbono (CO2); por outro lado, o solo de textura argilosa não apresentou taxas altas de conversão de carbono a dióxido de carbono para as blendas, mas foi mais eficiente na formação de biomassa microbiana, comparado ao solo arenoso. / Abstract: The development of biodegradable polymers came to reduce the volume of plastic waste discarded in the environment. As a result, the use of natural polymers in the manufacture of blends has provided the use of renewable resources such as starch and soy. In this work, continuing the research done previously in the biodegradable materials group of School of Chemical Engineering School at State University of Campinas/ Brazil, supervised by Prof. Lucia H. Innocentini-Mei, blends of poly (e-caprolactone)/modified starch, soy protein isolate (SPI) and sorbitol were prepared by extrusion in single-screw extruder and hot pressing machine. The samples obtained were subjected to characterization and study of biodegradation in different soils, with the support of the Laboratory of Soil Microbiology (ESALQ/USP), under the supervision of Professor Elke J. B. N. Cardoso. The characterization of the material has focused on thermal, mechanical and morphological properties, and also on the biodegradation capacity in soils of different textures, and with or without the addition of N-fertilizer. It was observed that the incorporation of modified starch and soy protein isolate were responsible for the reduction of thermal and mechanical properties of materials but, for many applications, these properties are not necessaries. With respect to soy protein isolate (SPI), it reduced the carbon / nitrogen (C/N) of the blend as expected, an attribute which was decisive in the process of biodegradation of the studied formulations in different soils. Mineralization of the formulations was higher in sandy soil, with the higher conversion of carbon to carbon dioxide (CO2) compared to the clay soil, which did not show high rates of conversion but was more efficient in the formation of microbial biomass. / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Elisa Esposito / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T07:23:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mariani_PilarDrummondSampaioCorrea_M.pdf: 4205251 bytes, checksum: 489736fab0d98a4f88502814456a5e50 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A consciência ambiental crescente, somada às políticas de gerenciamento de resíduos sólidos, tem impulsionado o desenvolvimento de materiais biodegradáveis par a substituição parcial dos plásticos de origem petroquímica em algumas áreas estratégicas como a de embalagens. No presente trabalho, avaliou-se a biodegrabilidade da blenda de PCL/Amido adipatado em solo, se acordo com a norma ASTM D5988-96 e Anderson et al. (1982); e em meio liquido de acordo com a norma ASTM 6691-01e Mergaert et al. (2000). No teste realizado em solo, a biodegradação foi acompanhada pela determinação da porcentagem de mineralização, através da medida da produção do dióxido de carbono e da perda de massa. O acompanhamento das alterações na cristalinidade da blenda foi feito um ambos os testes através de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Foi verificado que a blenda atingiu 70% de mineralização após 90 dias de incubação no solo. De acordo com a norma ASTM D 6400, esse valor permite concluir que a blenda é biodegradável. Por sua vez, a perda de massa da blenda incubada no solo foi maior do que no meio liquido, mostrando que a biodegradação no solo é bastante eficiente / Abstract: Increasing environmental concens and the waste management policies in the last decade have prompted the use of natural-based biodegradable materials instead od nonbiodegradable petrochemical - basead plastic. The present work it investigated the biodegradation in soil of a PCL/Starch-adipate blend, a natural ¿ based material, according to the ASTM D5988-96 standart and Anderson (1982). Furthermore, it was investigated the biodegradation of this material in liquid medium, according to the ASTM 6691-01 standart and Megaert et al (2000). During the soil tests,the biodegradation was indicated by 'CO IND. 2¿ evolution and mass loss measurements. In the liquid medium, the biodegradation was indicated by mass loss measurements only. Differential Scanning Calorimetry (DSC) was used to follow the crystallinity change in samples treated in liquid and solid medium. It wa observed that the blend reached 70% of mineralization after 90 days of soil incubation. According to the ASTM D 6400, this is a strong indication that the blend is biodegradable. The mass loss of blend sample incubated in soil was higher than for the sample incubated in liquid, showing that the biodegradation in soil was very efficient / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) é composta por equipamentos que são severamente afetados pelos fenômenos de corrosão e de degradação dos materiais. Isto se deve ao ambiente no qual estão inseridos, onde há vasta quantidade de contaminantes presentes nas águas residuárias. O entendimento destes processos de deterioração dos materiais, que compõem os equipamentos, e relacioná-los com águas residuárias representam um avanço tecnológico na área. Neste sentido, o presente trabalho buscou estudar os materiais empregados em um equipamento mecânico e utilizados nas ETEs, o distribuidor rotativo do Filtro Biológico Aeróbio Percolador (FBP). Os materiais que costumeiramente fazem parte do equipamento estudado para analisar a deterioração foram: aço carbono 1010, aço inox, aço galvanizado e Policloreto de Vinila Clorado (CPVC). Os corpos de prova (Cps) foram confeccionados e posteriormente instalados nas estações junto ao filtro biológico e em determinado período foram retirados e analisadas suas perdas de massa e consequente taxa de corrosão. Os Cps foram investigados em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e a sua composição por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). A crosta de lodo que se formou na superfície dos Cps foi avaliada pela técnica de Difração de Raio X (DRX) e Fluorescência de Raio X (FRX), visando identificar os principais agentes deteriorantes que atuam na corrosão do material. Para avaliar o polímero adotou-se a técnica de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). A Microdureza Vickers (HV) foi utilizada para avaliar a resistência mecânica dos materiais metálicos na sua secção transversal. Os resultados mostraram que o aço galvanizado perdeu sua camada protetora, já o aço carbono 1010 teve como característica gerar muitas incrustações irregulares, o aço inox 304 apresentou pequena perda de massa inicial e se manteve estável quando comparado com os outros metais e o CPVC apresentou quebras em suas ligações devido à radiação UV. A opção sugerida seria combinar as propriedades mecânicas do aço inox 304 com a resistência à corrosão do CPVC. A combinação destes dois materiais na concepção de novos projetos teria o propósito de elevar a vida útil dos equipamentos utilizados em ETEs, propiciando inovação e evolução tecnológica necessárias neste setor. / A Sewer Treatment Station is a site severely affected by the phenomena of corrosion and degradation of the materials, due to the environment in which it is inserted and to the vast amount, of contaminants present in the wastewater. The understanding of these processes of deterioration of materials and relating them to wastewater represent a technological advance in the area. In this sense, the present work sought to study the materials used in a mechanical equipment used in Sewer Treatment Stations, the rotary distributor of the aerobic percolator biological filter. The materials studied to analyze the deterioration were: 1010 carbon steel, stainless steel, galvanized steel and CPVC. The samples were installed at the stations next to the biological filter and in a certain period of time they were removed and analyzed their mass losses with chemical cleaning. The surface layer was visualized by scanning electron microscope and its composition by X-ray spectroscopy by dispersion in energy. The sludge crust that formed on the surface of the samples was evaluated by the X-ray diffraction and X-ray fluorescence technique, in order to identify the main deteriorating agents that act on the corrosion of the material. To evaluate the polymer the Fourier, transform infrared spectroscopy technique was adopted. The Vickers micro hardness was used to evaluate the mechanical resistivity of the metallic materials in their cross-section. The results showed that the galvanized steel loses its protective layer, the 1010 carbon steel has the characteristics of generating many irregular incrustations, the 304 stainless steel presented small loss of initial mass and remained stable compared to other metals and the CPVC presented breaks in its connections due UV radiation. The option would be to combine the mechanical properties of 304 stainless steel with the corrosion resistance of CPVC. The combination of these materials in the design of new projects has been the purpose of increasing the useful life of the equipment used in ETEs, providing the necessary technological innovation and evolution in this sector.

Uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) é composta por equipamentos que são severamente afetados pelos fenômenos de corrosão e de degradação dos materiais. Isto se deve ao ambiente no qual estão inseridos, onde há vasta quantidade de contaminantes presentes nas águas residuárias. O entendimento destes processos de deterioração dos materiais, que compõem os equipamentos, e relacioná-los com águas residuárias representam um avanço tecnológico na área. Neste sentido, o presente trabalho buscou estudar os materiais empregados em um equipamento mecânico e utilizados nas ETEs, o distribuidor rotativo do Filtro Biológico Aeróbio Percolador (FBP). Os materiais que costumeiramente fazem parte do equipamento estudado para analisar a deterioração foram: aço carbono 1010, aço inox, aço galvanizado e Policloreto de Vinila Clorado (CPVC). Os corpos de prova (Cps) foram confeccionados e posteriormente instalados nas estações junto ao filtro biológico e em determinado período foram retirados e analisadas suas perdas de massa e consequente taxa de corrosão. Os Cps foram investigados em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e a sua composição por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). A crosta de lodo que se formou na superfície dos Cps foi avaliada pela técnica de Difração de Raio X (DRX) e Fluorescência de Raio X (FRX), visando identificar os principais agentes deteriorantes que atuam na corrosão do material. Para avaliar o polímero adotou-se a técnica de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). A Microdureza Vickers (HV) foi utilizada para avaliar a resistência mecânica dos materiais metálicos na sua secção transversal. Os resultados mostraram que o aço galvanizado perdeu sua camada protetora, já o aço carbono 1010 teve como característica gerar muitas incrustações irregulares, o aço inox 304 apresentou pequena perda de massa inicial e se manteve estável quando comparado com os outros metais e o CPVC apresentou quebras em suas ligações devido à radiação UV. A opção sugerida seria combinar as propriedades mecânicas do aço inox 304 com a resistência à corrosão do CPVC. A combinação destes dois materiais na concepção de novos projetos teria o propósito de elevar a vida útil dos equipamentos utilizados em ETEs, propiciando inovação e evolução tecnológica necessárias neste setor. / A Sewer Treatment Station is a site severely affected by the phenomena of corrosion and degradation of the materials, due to the environment in which it is inserted and to the vast amount, of contaminants present in the wastewater. The understanding of these processes of deterioration of materials and relating them to wastewater represent a technological advance in the area. In this sense, the present work sought to study the materials used in a mechanical equipment used in Sewer Treatment Stations, the rotary distributor of the aerobic percolator biological filter. The materials studied to analyze the deterioration were: 1010 carbon steel, stainless steel, galvanized steel and CPVC. The samples were installed at the stations next to the biological filter and in a certain period of time they were removed and analyzed their mass losses with chemical cleaning. The surface layer was visualized by scanning electron microscope and its composition by X-ray spectroscopy by dispersion in energy. The sludge crust that formed on the surface of the samples was evaluated by the X-ray diffraction and X-ray fluorescence technique, in order to identify the main deteriorating agents that act on the corrosion of the material. To evaluate the polymer the Fourier, transform infrared spectroscopy technique was adopted. The Vickers micro hardness was used to evaluate the mechanical resistivity of the metallic materials in their cross-section. The results showed that the galvanized steel loses its protective layer, the 1010 carbon steel has the characteristics of generating many irregular incrustations, the 304 stainless steel presented small loss of initial mass and remained stable compared to other metals and the CPVC presented breaks in its connections due UV radiation. The option would be to combine the mechanical properties of 304 stainless steel with the corrosion resistance of CPVC. The combination of these materials in the design of new projects has been the purpose of increasing the useful life of the equipment used in ETEs, providing the necessary technological innovation and evolution in this sector.

Bioabsorbable orthopedic fixation devices are conceptually more attractive than metallic devices in repairing damaged tissues or in fastening implants. Our study focuses on investigating bioabsorbable composites for potential use as materials for orthopedic appliances. The study focuses on Poly(l-lactic acid) (PLLA), Polyglycolic acid (PGA), Poly-e-caprolactone (PCL), matrices with Carbon fibers (AS4), Nylon fibers and PLLA fibers. Fiber coating effects have also been investigated, with compliant polymers (1%, 50% and 100% of matrix properties) and with hydroxyapatite (HA). Unidirectional, continuous fiber plies, and multi-directional, random and quasi-random short-fiber composites were considered in our study. NDSANDS a concentric cylinder model computer software, was used to evaluate the stiffness and strength of the bioabsorbable composites with unidirectional fiber orientation. To achieve a better physical understanding, the NDSANDS predictions were also compared with those given by a simple, mechanics of materials approach. The theory for multidirectional short fiber composites, recently developed by Giurgiutiu and Reifsnider was employed with three fiber-orientation distribution functions and three failure mechanisms. Stiffness and strength of bioabsorbable composites were predicted over a range of fiber volume fraction. It was found that AS4/PLLA with 16% fiber volume fraction can have properties close to the bone when used in short fiber composite. Similar results are obtained using AS4/PLLA with hydroxyapatite coating. PLLA/PGA and PLLA/PLLA also demonstrated properties close to those of the bone in the range of 25% and 64%. / Master of Science

A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto, necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.

A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto, necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.

Combinatorial techniques, which overcome limitations of actual models of material research permitting to effectively address this large amount of variables, are utilized in this work to prepare combinatorial libraries of the blend of the biodegradable polymers Poly(e-caprolactone) and Poly(lactic acid). These libraries present continuous composition and temperature gradients in an orthogonal fashion that permit to obtain multiple surface morphologies with controllable microstructures due to the blends low critical solution phase behavior (LCST). The goal of this study is to investigate the effect of surface morphology (surface chemical patterning and surface topography) on cell behavior. The varied surface topography of the libraries is used as a valuable tool that permits to assay the interaction between MC3T3-E1 cells and hundreds of different values of critical surface properties, namely, surface roughness and microstructure size. The outcome of this tool is a rapid screening of the effect of surface topography on cell behavior that is orders of magnitude faster than the standard 1-sample for 1 measurement techniques. The results obtained show that cells are very sensitive to surface topography, and that the final effect of surface properties on cell function is intimately related with the stage of the cell developmental process. Meaning that, for example, areas with optimal characteristics to elicit enhancement of cell attachment is not necessarily the same that promotes cell proliferation. This study imparts an improved understanding of an often neglected factor in biomaterials performance: surface morphology (particularly surface topography). The results provide a new insight into the importance of taking into consideration both chemistry and physical surface features for superior biomaterial design.