Síntese in situ de TiO2 nanoestruturado em solução de PP para produção de filmes fotodegradáveis e antibacterianos

• Autor(a) principal: Sievers, Natasha Vieira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/219171
• topic: Dióxido de titânio; Atividade antibacteriana; Embalagem ativa; Polipropileno; TiO2; Active packaging; Sol-gel method; PP/TiO2; In situ synthesis; Antibacterial packaging; Bactericidal action

Este estudo relatou uma comparação fundamental de dois métodos de síntese de TiO2 nanoestruturado nas propriedades antibacterianas e fotodegradáveis de filmes de PP/ TiO2. O TiO2 nanoestruturado foi obtido pelo 1) método tradicional sol-gel e pela 2) síntese in situ em uma solução de PP/xileno. Os filmes foram produzidos por casting. O TiO2 obtido in situ apresentou estrutura nanométrica (7,7 nm de diâmetro), elevada área superficial (159,8 m².g-1) e elevada cristalinidade (mesmo sem tratamento térmico), apresentando uma mistura de fases anatase e rutilo. Essas fases, juntas, exercem um efeito sinérgico que é benéfico nas propriedades antibacterianas e fotocatalisadoras das partículas de TiO2. Essas características foram fundamentais para a ação antibacteriana, com redução quase total da população de bactérias tanto Gram-positivas quanto Gram-negativas. Também foi observada degradação de 20 % do PP sob UV com a adição das partículas obtidas in situ. O método in situ mostrou ser a maneira mais simples de obter filmes de PP/ TiO2 em uma única etapa com ação antibacteriana e fotodegradável para possível uso em embalagens ativas. Os estudos comparativos com Titânia obtida pelo método sol-gel mostraram que a área superficial e a cristalinidade foram fatores determinantes para a atividade fotocatalítica. Partículas de elevada cristalinidade, obtidas com tratamento de 500 °C, promoveram efeito de nucleação no filme de PP, aumentando sua cristalinidade, o que dificultou sua fotodegradação. Por outro lado, as partículas tratadas a 400 °C e obtidas tanto com etanol quanto com butanol apresentaram maior atividade fotocatalítica. Também foi observado que o efeito combinado de tamanho de partícula, área superficial e cristalinidade aumenta a eficiência antibacteriana do TiO2. As partículas de Titânia com maior área superficial e baixa cristalinidade mostraram eficiência antibacteriana limitada apenas contra bactérias Gram-positivas, que são do tipo menos resistente. Por outro lado, partículas de TiO2 com alta cristalinidade mostraram eficácia contra as bactérias Gram-negativas. Partículas com melhor equilíbrio das propriedades, ou seja, com elevada área superficial (de no mínimo 78 m².g-1), pequeno tamanho de cristalito (no máximo 7,7 nm) e elevada cristalinidade conseguiram um efeito bactericida contra ambos os tipos de bactérias.