Materiais a base de colágeno com capacidade de autorreparo

• Autor(a) principal: Camila Silva Brey Gil
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-96TF29
• topic: Colágeno; Microcápsulas; Autorreparo; Reticulação; Engenharia metalúrgica

Foram sintetizadas, por polimerização interfacial, microcápsulas de poliuretano contendo diisocianato em seu interior. As microcápsulas foram preparadas variando-se a velocidade de agitação (1500, 1000 e 700rpm) e o tipo de isocianato utilizado (4,4-difenilmetano diisocianato (MDI) ou isoforona diisocianato (IPDI)).Foram gerados um total de 6 tipos diferentes de microcápsulas. A caracterização dessas microcápsulas permitiu verificar, por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Ótica, que as maiores velocidades de agitação utilizadas durante o preparo das mesmas geraram microcápsulas com menores diâmetros. Foi mostrado, pela análise termogravimétrica (TG), que a velocidade de agitação não influenciou as propriedades térmicas do material produzido. Além disso, foi possível determinar por TG as perdas de massa referentes aos reagentes encapsulados, bem como a temperatura de degradação do material da parede das microcápsulas. Por FTIR, foi possível confirmar a presença de grupos N=C=O característicos de isocianato no interior das microcápsulas. Com isso, as mesmas apresentaram grande potencial para serem aplicadas em técnicas de autorreparo de polímeros que contêm grupos amina e/ou hidroxilas, dentre outros. Para testar esta hipótese, foram preparados filmes de colágeno em compósito com microcápsulas para avaliar sua capacidade de promover a autorrecuperação ou autorreparo da matriz polimérica. Como controle, utilizou-se um filme de colágeno puro. Os demais filmes foram preparados utilizando-se concentrações de 5% e 10% em massa dos seis tipos de microcápsulas produzidas. A caracterização de fraturas criogênicas dos filmes por MEV indicou a presença e boa dispersão das microcápsulas na matriz. A integridade estrutural e o comportamento térmico da matriz de colágeno nos filmes com microcápsulas foram verificados por FTIR e TG, respectivamente. Para ambas as técnicas não foram observadas nenhuma influência das microcápsulas sobre as propriedades do colágeno puro. O ensaio de tração indicou que a inserção de microcápsulas à matriz de colágeno causou um aumento no valor do módulo de elasticidade, indicando um aumento na rigidez do material. Todas as amostras contendo microcápsulas apresentaram redução na porcentagem de deformação em comparação com o colágeno puro. Nenhum resultado foi indicativo do aumento de resistência à tração em relação à matriz pura. Para avaliar a capacidade de autorreparo dos materiais desenvolvidos, os corpos de prova foram tracionados 20mm (para promover microtrincas no material), deixados em repouso por 20 minutos (para efetivar qualquer reação de reticulação baseada na liberação do isocianato) e então realizou-se um novo ensaio de tração, denominado nesse trabalho de tração pausada. Com os resultados obtidos nesse tipo de ensaio foi possível verificar que o filme de colágeno puro não apresentou nenhuma alteração quanto as suas propriedades mecânicas. Já os filmes contendo microcápsulas, os que apresentaram aumento de resistência mecânica foram aqueles contendo 5% em massa de microcápsulas produzidas a 1000 e 700rpm e todos os filmes com 10% em massa. Com isso, foi comprovado o potencial para autorreparo dos materiais desenvolvidos.