Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-21T12:36:17Z No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:54:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:54:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:54:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Acrylic resins are very used in dentistry to dental restorations and manufacture of prostheses. New compositions of acrylic resin have been developed through the incorporation of silver nanoparticles due to the antimicrobial potential. In this study, silver nanoparticles were synthesized and employed in the preparation of nanocomposites with polymethylmethacrylate (PMMA). PMMA-Ag nanocomposites were synthesized and characterized by structural, thermal, mechanical and biological techniques in order to evaluate the influence of these nanoparticles on the physicochemical properties of the new formed materials. PMMA-Ag nanocomposites were synthesized with the addition of 0.05, 0.5 and 5% (l/l) of silver nanoparticles in the polymer during the plastic phase. Possible interactions between nanoparticles and polymeric matrix occurred through the carboxylate ions, resulting in a gain in the thermal stability due to the barrier effect, which slows down the degradation of nanocomposites. The nanocomposites showed a heterogeneous distribution of spherical particles in the polymeric matrix. The mechanical tests showed the nanocomposites presented low storage modulus, loss modulus and tan δ values, which are characteristic of materials which exhibit an interfacial interaction between inorganic nanoparticles with polymer matrix. Clinically, the nanocomposites can be applied in dentistry, according to the normative American Dental Association (1958), through its specification No. 12 and ISO 4049, which evaluate the mechanical properties of dental materials. These results showed statistically are not difference between nanocomposites and the polymeric matrix. The microbiological adhesion test of PMMA and its nanocomposites to combat Candida glabrata revealed the nanocomposite with a lower percentage of colloidal solution have higher fungicide activity. / Resinas acrílicas são muito empregadas na odontologia para restaurações dentárias e na confecção de próteses. Novas composições de resinas acrílicas têm sido desenvolvidas por meio da incorporação de nanopartículas de prata devido ao potencial antimicrobiano. No presente estudo, nanopartículas de prata foram sintetizadas e empregadas na preparação de nanocompósitos com polimetacrilato de metila (PMMA). Os nanocompósitos PMMA-Ag foram sintetizados e caracterizados por técnicas estruturais, térmicas, mecânicas e biológicas, visando avaliar a influência dessas nanopartículas nas propriedades físico-químicas dos novos materiais formados. Os nanocompósitos PMMA-Ag foram sintetizados com a adição de 0,05, 0,5 e 5% (l/l) de nanopartícula de prata no polímero durante a fase plástica. As possíveis interações entre as nanopartículas e a matriz polimérica, se deram provavelmente por meio dos íons carboxilatos, que resultaram em um ganho na estabilidade térmica devido ao efeito de barreira que retarda a degradação dos nanocompósitos. Os nanocompósitos apresentaram uma distribuição heterogênea de partículas esféricas na matriz polimérica. Os testes mecânicos mostraram que os nanocompósitos apresentaram menores valores de módulos de perda, de armazenamento, tan δ, característicos de materiais que apresentam uma interação interfacial entre as nanopartículas inorgânicas com a matriz polimérica. Os ensaios mecânicos de dureza resistência à flexão de 3 pontos mostraram que estatisticamente não há diferença entre os nanocompósitos frente à matriz polimérica. Os testes microbiológicos de adesão do PMMA e de seus nanocompósitos frente ao Candida glabrata mostram que o nanocompósito PMMAAg- 0,05% apresentou maior atividade fungicida.

O objetivo do trabalho foi sintetizar e caracterizar nanopartículas de poliestireno e polimetacrilato de metila com morfologia núcleo-casca obtidas através da polimerização em emulsão sem emulsificante em dois estágios e através da fotopolimerização. Nos experimentos avaliou-se a influência de diferentes condições operacionais baseadas em fatores cinéticos sobre os dois estágios da polimerização. As condições avaliadas para o primeiro estágio de preparação de núcleos foram: a temperatura do processo, a concentração de iniciador e de monômero, e o efeito de agentes modificadores de superfície (sal, co-monômero e reticulante). Para o segundo estágio de formação da casca as condições avaliadas foram: a concentração e o regime de alimentação de monômero. Os resultados experimentais mostraram que uma relação de co-monômero e reticulante é a melhor alternativa para preparar núcleos estáveis e de diâmetros pequenos. Assim, o revestimento uniforme dos núcleos é obtido no segundo estágio e com isso a morfologia núcleo-casca em equilíbrio é alcançada. Dois sistemas experimentais (reator convencional e reator fotoquímico) foram propostos e avaliados na sua eficiência para obter partículas com este tipo de morfologia no segundo estágio (formação do revestimento). As diversas técnicas de caracterização indicaram a formação de morfologia núcleo-casca na maioria dos casos estudados para os dois sistemas propostos. Por sua vez, as técnicas espectroscópicas (NIR e Raman) permitiram o monitoramento do processo em tempo real e a elaboração de modelos de calibração que correlacionaram o crescimento do tamanho da partícula núcleo. Da mesma forma, os fatores termodinâmicos foram estudados para predizer a morfologia final esperada nos sistemas. Os resultados, experimental e predito são comparados e discutidos em termos de aspectos chave envolvidos no controle da morfologia da partícula. / This work aimed at studying the synthesis and characterization of core-shell nanoparticles of polystyrene and polymethylmethacrylate obtained in a two-stage emulsifier-free emulsion polymerization and photopolymerization. The influence of different operational conditions based on kinetic factors was experimentally evaluated. In the first stage (seed preparation) the process temperature, initiator and monomer concentrations and the effect of surface-modifier agents (acids, salts, co-monomers and crosslinker) were investigated; similarly in the second stage, the concentration and feeding regime of monomer were evaluated with respect to the shell formation. Experimental results showed that both, crosslinker and co-monomer are the best alternative to achieve a stable seed with small diameter; hence, with this core, uniform coating is obtained in the second stage and core-shell morphology is reached. In order to evaluate the efficiency of the preparation of core-shell particles, two experimental systems (conventional and photochemical reactor) were studied. Different characterization techniques indicated that in most of the cases studied particles with the desired core-shell morphology were formed. The use of spectroscopic techniques NIR and Raman were tested for the real-time monitoring of the process using adequate calibration models developed to correlate the average size of the growing core particle with the spectra. In the same way, thermodynamic factors were used to predict the expected final morphology of the particles. Experimental and predicted results were compared and discussed in terms of the key aspects involved in the control of the particle morphology.

O objetivo do trabalho foi sintetizar e caracterizar nanopartículas de poliestireno e polimetacrilato de metila com morfologia núcleo-casca obtidas através da polimerização em emulsão sem emulsificante em dois estágios e através da fotopolimerização. Nos experimentos avaliou-se a influência de diferentes condições operacionais baseadas em fatores cinéticos sobre os dois estágios da polimerização. As condições avaliadas para o primeiro estágio de preparação de núcleos foram: a temperatura do processo, a concentração de iniciador e de monômero, e o efeito de agentes modificadores de superfície (sal, co-monômero e reticulante). Para o segundo estágio de formação da casca as condições avaliadas foram: a concentração e o regime de alimentação de monômero. Os resultados experimentais mostraram que uma relação de co-monômero e reticulante é a melhor alternativa para preparar núcleos estáveis e de diâmetros pequenos. Assim, o revestimento uniforme dos núcleos é obtido no segundo estágio e com isso a morfologia núcleo-casca em equilíbrio é alcançada. Dois sistemas experimentais (reator convencional e reator fotoquímico) foram propostos e avaliados na sua eficiência para obter partículas com este tipo de morfologia no segundo estágio (formação do revestimento). As diversas técnicas de caracterização indicaram a formação de morfologia núcleo-casca na maioria dos casos estudados para os dois sistemas propostos. Por sua vez, as técnicas espectroscópicas (NIR e Raman) permitiram o monitoramento do processo em tempo real e a elaboração de modelos de calibração que correlacionaram o crescimento do tamanho da partícula núcleo. Da mesma forma, os fatores termodinâmicos foram estudados para predizer a morfologia final esperada nos sistemas. Os resultados, experimental e predito são comparados e discutidos em termos de aspectos chave envolvidos no controle da morfologia da partícula. / This work aimed at studying the synthesis and characterization of core-shell nanoparticles of polystyrene and polymethylmethacrylate obtained in a two-stage emulsifier-free emulsion polymerization and photopolymerization. The influence of different operational conditions based on kinetic factors was experimentally evaluated. In the first stage (seed preparation) the process temperature, initiator and monomer concentrations and the effect of surface-modifier agents (acids, salts, co-monomers and crosslinker) were investigated; similarly in the second stage, the concentration and feeding regime of monomer were evaluated with respect to the shell formation. Experimental results showed that both, crosslinker and co-monomer are the best alternative to achieve a stable seed with small diameter; hence, with this core, uniform coating is obtained in the second stage and core-shell morphology is reached. In order to evaluate the efficiency of the preparation of core-shell particles, two experimental systems (conventional and photochemical reactor) were studied. Different characterization techniques indicated that in most of the cases studied particles with the desired core-shell morphology were formed. The use of spectroscopic techniques NIR and Raman were tested for the real-time monitoring of the process using adequate calibration models developed to correlate the average size of the growing core particle with the spectra. In the same way, thermodynamic factors were used to predict the expected final morphology of the particles. Experimental and predicted results were compared and discussed in terms of the key aspects involved in the control of the particle morphology.