Eletrofiação de soluções de acetato de celulose usando Tetraidrofurano/N,N-Dimetilformamida como solventes: propriedades dos materiais obtidos

• Autor(a) principal: Rossi, Patrícia Fernanda
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-16082022-081959/
• topic: Acetato de celulose; CdSe nanoparticles; Cellulose acetate; Electrospinning; Eletrofiacao; Fibras ultrafinas; Nanofibers; Nanofibras; Nanopartículas de CdSe; Ultrathin fibers

A eletrofiação de soluções poliméricas pode levar à formação de mantas não tecidas (mats) constituídas por fibras ultrafinas e nanofibras. No presente estudo mats foram obtidos via eletrofiação (temperatura ambiente, distância entre o coletor e a agulha de 22 cm, tensão de 25 kV e vazão de solução de 5,5 μL min-1) de soluções com diferentes % em massa (8%, 9%, 10%) de acetato de celulose (AC, grau de substituição de aproximadamente 2,5), e tetraidrofurano (THF) e dimetilformamida (DMF), combinados ou não, como solventes. A eletrofiação de várias soluções de AC/THF e AC/DMF levou a formação de materiais cujas imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura mostraram para AC/THF a presença de fibras achatadas (fitas) e mats frágeis, o que inviabilizou a retirada dos mesmos do coletor, e para AC/DMF uma quantidade significativa de defeitos (beads) não ocorrendo formação de mats. Novos testes foram realizados, utilizando misturas dos solventes THF e DMF, nas seguintes proporções em volume: 50/50, 65/35, 75/25, 85/15 e 95/05. Os mats gerados pela eletrofiação de soluções AC_THF/DMF foram constituídos principalmente por fibras ultrafinas e poucos beads quando comparadas com as amostras AC/THF e AC/DMF, sendo possível remover esses materiais do coletor, possibilitando a avaliação de propriedades de tração, dentre outras. Os resultados de resistência à tração na ruptura indicaram um aumento na resistência conforme aumentou a concentração de cadeias de acetato de celulose nos mats. A solução contendo 9% AC e 75/25 (THF/DMF) levou a formação de um mat (AC9_75/25) com menores quantidades de beads e predominância de nanofibras. Embora estes mats tenham sido obtidos a partir da eletrofiação da mesma concentração de AC, as diferentes proporções de THF/DMF usadas levaram a formação de fibras com diferentes diâmetros [147 ± 19 nm (AC8_65/35); 130 ± 15 nm (AC8_75/25); 125 ± 16 nm (AC9_75/25); 183 ± 29 nm (AC10_65/35); 150 ± 19 nm (AC9_75/25_2) e 76 ± 9 nm (AC9_75/25_2/CdSe)], e porosidade [25 ± 2% (AC8_65/35); 28 ± 2% (AC8_75/25); 20 ± 2% (AC9_75/25); 26 ± 2% (AC10_65/35); 23 ± 1% (AC9_75/25_2) e 23 ± 2% (AC9_75/25_2/CdSe)]. Os resultados da análise do ângulo de contato revelaram que os mats apresentaram superfícies com características hidrofóbicas [138 ± 7° (AC8_65/35); 130,9 ± 0,6° (AC8_75/25); 116 ± 10° (AC9_75/25) e 140 ± 4° (AC10_65/35). A solução 9% AC e 75/25 (THF/DMF) foi escolhida para experimentos utilizando 2 mL de solução eletrofiada (anteriormente 1 mL foi usado), bem como para investigações sobre propriedades ópticas conferidas aos mats pela adição de aproximadamente 2 x 102 nmol mL-1 de nanopartículas de CdSe (diâmetro médio de 2.5 nm) suspensas em n-hexano. A partir da análise de UV-Vis, observou-se no espectro do mat AC9_75/25_2/CdSe uma absorção que corresponde à região de absorção de clusters de CdSe. Ainda, a Microscopia Eletrônica de Transmissão mostrou nanopartículas de CdSe bem dispersas ao longo das fibras presentes nos mats, os quais apresentam uma vasta gama de possíveis aplicações, como sistemas de filtração de ar e biossensores, por exemplo. A exploração realizada no presente trabalho permite que se avance o estudo visando à preparação de materiais com propriedades ainda melhores, incluindo as de tração e ópticas.