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Dissertação - Tiago Lopes de Araújo - VERSÃO FINAL.pdf: 5049016 bytes, checksum: 19afff51e97123d7092ffd5fd7abcdca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T13:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2
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Dissertação - Tiago Lopes de Araújo - VERSÃO FINAL.pdf: 5049016 bytes, checksum: 19afff51e97123d7092ffd5fd7abcdca (MD5)
Previous issue date: 2016-02-29 / CNPQ / O poli(cloreto de vinila) (PVC) é empregado na fabricação de embalagens para alimentos e
alguns produtos para saúde. Em geral, esses produtos precisam ser esterilizados antes de
serem consumidos. Um dos métodos utilizados para esse fim é a irradiação gama. Todavia,
esse tipo de radiação ionizante promove alterações na estrutura das cadeias poliméricas,
afetando as propriedades do PVC em maior ou menor grau. Dessa forma, é necessário
adicionar determinadas substâncias à resina para estabilizar o material contra a irradiação. O
objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da radiação gama em filmes de PVC e filmes de
PVC contendo 1, 3 e 5 % (m/m) de pentóxido de nióbio (Nb2O5), que é um composto inerte,
atóxico e biocompatível. Os filmes foram preparados pela técnica de solution casting,
utilizando tetraidrofurano como solvente, e os corpos de prova foram irradiados nas doses de
25 e 50 kGy em temperatura ambiente. Foram utilizadas uma resina de PVC comercial obtida
pelo processo de polimerização em suspensão, com massa molar média viscosimétrica igual a
201 kg/mol, e uma amostra de Nb2O5 cujas partículas apresentavam formato irregular,
diâmetro volumétrico médio igual a 77 µm e estrutura cristalina monoclínica. Os efeitos da
radiação gama e/ou do óxido na matriz polimérica foram avaliados através de viscosimetria de
soluções diluídas, colorimetria, ensaio mecânico de tração, análise termogravimétrica (TGA)
e espectroscopia no infravermelho médio por transformada de Fourier (FT-MIR). Os
resultados da viscosimetria de soluções diluídas mostraram que o percentual de 5 % (m/m) de
Nb2O5 conferiu proteção radiolítica ao polímero, diminuindo os eventos de cisão das cadeias
principais em relação à matriz de PVC. De acordo com os ensaios colorimétricos, os filmes se
tornaram mais escuros e mais amarelados, tanto em função do aumento do percentual de
óxido quanto do aumento da dose de radiação. Para o mesmo material, a exposição à radiação
gama não causou mudanças significativas nas propriedades mecânicas avaliadas pelo ensaio
mecânico de tração (tensão na força máxima, módulo de Young e alongamento percentual na
força máxima). Por outro lado, a presença do Nb2O5 nos sistemas contribuiu para diminuir o
valor dessas propriedades. Os resultados da TGA mostraram que a radiação gama reduziu a
estabilidade térmica dos materiais preparados, enquanto que o óxido não a alterou
significativamente. A exposição dos filmes à radiação gama contribuiu para reduzir a energia
de ativação do processo de desidrocloração e aumentar a energia de ativação do processo de
quebra das sequências de polienos, embora o óxido não tenha catalisado nenhum dos dois
processos. Algumas modificações químicas provocadas pela irradiação dos filmes foram
detectadas pela espectroscopia FT-MIR, empregando a reflectância total atenuada para a
aquisição dos espectros. Também foi constatado que o Nb2O5 não apresentou atividade
antibacteriana frente à Escherichia coli, avaliada pelo ensaio de macrodiluição em caldo com
agitação. / Poly(vinyl chloride) (PVC) is used in the manufacture of food packaging and some health
products. In general, these products need to be sterilized before being consumed. One method
for this purpose is gamma irradiation. However, this type of ionizing radiation promotes
changes in the structure of polymeric chains affecting PVC properties a greater or lesser
extent. Thus, it is necessary to add certain substances to the resin to stabilize the material
against the irradiation. The objective of this study was to investigate the effect of gamma
radiation on PVC films and PVC films containing 1, 3 and 5 wt% of niobium pentoxide
(Nb2O5), which is an inert, non-toxic and biocompatible compound. The films were prepared
by solution casting technique using tetrahydrofuran as a solvent and the proof bodies was
irradiated at doses of 25 and 50 kGy at room temperature. A commercial PVC resin obtained
by suspension polymerization process with viscosimetric average molar mass equal to 201
kg/mol and a Nb2O5 sample whose particles had irregular shape, volume mean diameter of 77
μm and a monoclinic crystalline structure have been used. The effects of gamma radiation
and/or oxide in polymer matrix were evaluated using dilute solution viscometry, colorimetry,
mechanical tensile test, thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform middle
infrared (FT-MIR) spectroscopy. The results of dilute solution viscometry showed that the
percentage of 5 wt% of Nb2O5 conferred radiolytic protection to the polymer, reducing main
chain scission events in relation to PVC matrix. According to colorimetric test, the films
became darker and yellowish, both due to the increase in oxide percentage as the increase of
radiation dose. For the same material, exposure to gamma radiation did not cause significant
changes in the mechanical properties evaluated by the mechanical tensile test (tensile strength,
Young's modulus and percent elongation). Moreover, the presence of Nb2O5 in systems
contributed to reduce the value of these properties. The results of TGA showed that gamma
radiation reduced the thermal stability of prepared materials, while the oxide did not change it
significantly. Exposure of the films to gamma radiation contributed to reduce the activation
energy for the dehydrochlorination process and increase the activation energy for the
breakdown process of polyenes sequences, although the oxide has not catalyzed neither
processes. Some chemical changes caused by irradiation of the films were not detected by
FT-MIR spectroscopy, using attenuated total reflectance to the spectra acquisition. It was also
found that Nb2O5 did not presented antibacterial activity against Escherichia coli, evaluated
by broth macrodilution test with agitation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/18798 |
| Date | 29 February 2016 |
| Creators | ARAÚJO, Tiago Lopes de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3865509948244113, ALMEIDA, Yêda Medeiros Bastos de, VINHAS, Glória Maria |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencia de Materiais, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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