Nanocompósito de PVC com nanopartículas de prata com ação antimicrobiana

Orientadora: Profa. Dra. Mathilde Julienne Gisèle Champeau Coorientador: Prof. Dr. Danilo Justino Carastan Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Santo André, 2022. Este trabalho visou a obter um nanocompósito com ação antimicrobiana a ser aplicado em corrimãos e bate-macas hospitalares. Devido ao cenário da pandemia da Covid-19, verificou-se a necessidade de desenvolvimento de materiais antimicrobianos para evitar a rápida disseminação de bactérias e vírus que podem ser transmitidos em um ambiente hospitalar. Como matriz polimérica para o produto final foi escolhido o PVC, tendo em vista o seu baixo custo, sua versatilidade de processamento, sua facilidade de conformação, além de esse elemento apresentar características mecânicas desejadas para o objeto final. Como agente antimicrobiano, escolheu-se utilizar dois tipos de partículas híbridas de sílica e nanopartículas de prata (AgNPs), uma vez que a prata apresenta ação antimicrobiana. Na primeira etapa deste projeto, focou-se em obter nanocompósitos a partir das duas AgNPs, fazendo uso, para tanto, de diferentes concentrações (0,5; 1; 2,5 e 5 m%) e de um misturador interno. Foram avaliadas as características mecânicas dos nanocompósitos, via ensaios de tração e impacto; sua morfologia, por meio de microscopia eletrônica de varredura; sua análise termogravimétrica; e sua ação antimicrobiana. A partir dos resultados da primeira etapa, elegeu-se uma das nanopartículas de prata. Na segunda parte do projeto, formulou-se um nanocompósito concentrado, ou masterbatch, em matriz de PVC pelo processo de dry blend. Este masterbatch foi misturado com PVC rígido e, pelo processo de extrusão, foram obtidos perfis de corrimãos e bate-macas. A partir destes perfis, foram verificadas as características mecânicas do produto. A utilização do masterbatch (10 m% de partícula) aumentou a ductilidade do perfil, assim como a sua ductibilidade, o que pode ser explicado pelo uso de um PVC mais flexível para o masterbatch. Porém, o desenvolvimento de nanocompósitos de PVC com partículas híbridas de sílica e AgNPs tem potencial para a produção de material hospitalar com propriedades antimicrobianas. This work aims to obtain a nanocomposite with antimicrobial action to be used in hospital stretchers. Due to the Covid-19 pandemic scenario, there was a need to make antimicrobial materials viable to prevent the rapid spread of bacteria and viruses, which can be transmitted in a hospital environment. PVC was chosen as the polymer matrix for the final product, considering its low cost, its processing versatility, its ease of forming, in addition to the fact that this element has the desired mechanical characteristics for the final object. A As an antimicrobial agent, it was chosen to use two types of hybrid particles of silica and silver nanoparticles (AgNPs), since silver has an antimicrobial action. In the first stage of this project, the focus was on obtaining nanocomposites from the two AgNPs, using different concentrations (0.5; 1; 2.5 and 5 m%) and an internal mixer. The mechanical characteristics of the nanocomposites were evaluated via tensile and impact tests; its morphology, by means of scanning electron microscopy; its thermogravimetric analysis; and its antimicrobial action.Based on the results of the first stage, one of the silver nanoparticles was selected. In the second part of the project, a masterbatch (10 wt%) was formulated by the dry blend process. This masterbatch was mixed with rigid PVC and profiles were extruded. The use of masterbatch (10 m% of particle) increased the ductility of the profile as well as its toughness, which can be explained by the use of a more flexible PVC for the masterbatch. However, the development of PVC nanocomposites with hybrid particles of silica and AgNPs has potential for the production of hospital equipment with antimicrobial properties.