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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Hidrogéis termo e pH-responsivos baseados em queratina e PNIPAAm
Title Alternative: Thermo and pH-responsive hydrogels based on keratin and PNIPAAm
Author: Lago, Guilherme Lopes do, 1989-
Advisor: Felisberti, Maria Isabel, 1959-
Abstract: Resumo: Híbridos baseados em queratina hidrolisada e funcionalizada com grupos vinílicos e poli(N-Isopropilacrilamida) (PNIPAAm) foram preparados por polimerização radicalar em solução aquosa. A queratina hidrolisada foi previamente funcionalizada com grupos vinílicos, resultantes da reação entre os grupos ácido carboxílicos pendentes na cadeia proteica com o 4-vinil-1-cicloexeno 1,2-epoxido (graus de funcionalização de 50%, 75% e 100%). A polimerização do NIPAAm em presença da queratina funcionalizada, atuando como reticulante, foi conduzida a 60°C por 24 horas, utilizando persulfato de amônia (APS) como iniciador radicalar. Alternativamente empregou-se o sistema ácido ascórbico (AAs) e H2O2 como iniciador e, neste caso, a polimerização foi conduzida a temperatura de 25°C por 24 horas. Os híbridos produzidos a partir das duas rotas de síntese, séria HT e LT, respectivamente, apresentaram alta capacidade de sorção de água em solução, gerando hidrogéis porosos. A polimerização a 60°C resultou em separação de fases devido ao comportamento LCST de solução de PNIPAAm, acarretando em uma menor incorporação da queratina aos híbridos. Os híbridos PNIPAAm/queratina, após lavagem com água e secagem, foram caracterizados com respeito à composição e propriedades térmicas. O intumescimento dos híbridos em água destilada e em soluções aquosa a diferentes pH¿s resultou em hidrogéis com capacidade de intumescimento dependente da temperatura e do pH (termo e pH-responsivos). A temperatura crítica (LCST) para os hidrogéis se manteve na faixa de temperatura entre 30°C ¿ 35°C, similar à soluções aquosas do PNIPAAm. O intumescimento máximo foi a pH 4,75, devido ao balanço de cargas dos grupos amina e ácido carboxílico na rede polimérica. Os hidrogéis apresentaram comportamento viscoelástico, suportando pressão em torno de 3500 Pa. Também apresentaram capacidade de adsorção de íons Cu2+, sendo que os híbridos produzidos a partir de queratinas com menor grau de funcionalização apresentaram maior capacidade de adsorver cátions Cu2+

Abstract: Hybrids based on hydrolyzed with vinyl groups functionalized keratin and poly(N-Isopropylacrylamide) (PNIPAAm) were synthetized by radicalar polymerization in aqueous solutions. Hydrolyzed keratin was previously functionalized with vinyl groups, resulting from the reaction of the carboxylic acid groups pendent of the protein chain with 4-vinyl-1-cyclohexene 1,2-epoxyde (degrees of functionalization of 50%, 75% and 100%). NIPAAm was polymerized in presence of different amount of functionalized keratin as crosslinker and ammonium persulfate as initiator at 60°C and 24 hours. Alternatively ascorbic acid and H2O2 system was used as radical initiator system, and the polymerization was conducted at room temperature for 24 hours. The hybrids produced by these two routes of synthesis, HT and LT series, respectively, presented high water absorption capacity in solution leading porous hydrogels. The polymerization at 60°C resulted in phase separation due to LCST behavior of PNIPAAm solutions, leading to a smaller incorporation of keratin to the hybrids of the HT series. The PNIPAAm/keratin hybrids, after washing with water and drying, were characterized regarding its composition and thermal properties. The swelling of the hybrids in distillated water and in aqueous solutions of different pH¿s resulted in hydrogels with high swelling capacity sensitive to temperature and pH (thermo and pH sensitive). The critical temperature (LCST) of the hydrogels was in the range of temperature between 30°C ¿ 35°C, similar to aqueous solutions of PNIPAAm. The maximum swelling was at pH = 4,75, due to the balance of charges of amine and carboxylic acid groups in the polymer network. The hydrogels showed viscoelastic behavior, supporting a maximum pressure of approximately 3500 Pa. The hydrogels also showed to be capable to adsorb Cu2+ cations, being this capacity higher for hydrogels produced using keratin with lower functionalization degree
Subject: Hidrogel
Queratinas
Poli(N-isopropilacrilamida)
Materiais inteligentes
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: LAGO, Guilherme Lopes do. Hidrogéis termo e pH-responsivos baseados em queratina e PNIPAAm. 2017. 1 recurso online (93 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331204>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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