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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Hidrogéis responsivos derivados de metacrilato de sacarose
Title Alternative: Responsive hydrogels based on sucrose methacrylate
Author: Gouvêa, Ricardo Santiago de Oliveira, 1978-
Advisor: Felisberti, Maria Isabel, 1959-
Abstract: Resumo: Copolímeros aleatórios baseados em metacrilato de sacarose (SMA) e ácido acrílico (AA), e em SMA e metacrilato de dietileno glicol metil éter (EG2MA), foram sintetizados via polimerização radicalar utilizando o dimetacrilato de sacarose (SDMA) como agente reticulante. Os copolímeros (xerogéis) foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica, calorimetria diferencial de varredura e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Em geral, os copolímeros são mais ricos em SMA do que o planejado, devido a diferença de reatividade entre os monômeros. As temperaturas de transição vítrea (Tg) e de decomposição térmica em atmosfera inerte são dependentes da composição dos copolímeros. Os copolímeros intumescidos em água e em soluções tampão a diferentes valores de pH resultaram em hidrogéis. A cinética de intumescimento, o coeficiente de intumescimento no equilíbrio e a massa molar entre nós da rede (parâmetro estrutural Mc), foram determinados em função da composição da rede polimérica. A degradação hidrolítica dos hidrogéis foi estudada, bem como a presença de água em microambientes por termoporosimetria. A cinética de intumescimento apresentou comportamento Fickiano, e os parâmetros cinéticos, como a constante de difusão, mostraram-se dependentes da composição dos copolímeros e do pH do meio. O intumescimento é governado majoritariamente pelo caráter iônico dos hidrogéis da série P(SMA-co-AA), enquanto a hidrofilicidade é a força motriz para o intumescimento da série P(SMA-co-EG2MA). Hidrogéis da série P(SMA-co-EG2MA) e ricos em EG2MA apresentaram comportamento LCST (lower critical solution temperature). Os valores experimentais de Mc apresentaram boa concordância com os teóricos, sendo estes crescentes com o aumento da concentração de SMA nos hidrogéis, embora o número de nós da rede permaneça constante. A degradação hidrolítica é pronunciada para os copolímeros ricos em SMA, devido a quebra da ligação éster. Os hidrogéis apresentaram água confinada em distintos ambientes, sendo esse comportamento também dependente da composição dos copolímeros. A morfologia dos xerogéis obtidos da liofilização de hidrogéis intumescidos em água é similar a uma espuma e é dependente da composição da rede polimérica, porém as células abertas apresentam espessuras similares para os copolímeros ricos em SMA

Abstract: Random copolymers based on sucrose methacrylate (SMA) and acrylic acid (AA), and SMA and diethylene glycol methyl ether methacrylate (EG2MA), were synthesized via radical polymerization using sucrose dimethacrylate (SDMA) as crosslinker. The copolymers (xerogels) were characterized by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy. In general, the copolymers are richer in SMA mers than planned, due to the difference in the monomer¿s reactivity. Thermal analysis showed that copolymers presented both, glass transition temperature (Tg) and thermal stability dependent on the monomer composition. The swelling of copolymers in water and buffer solutions at different pH resulted in hydrogels. The kinetics of swelling, the swelling ratio at equilibrium and the structural parameter Mc, were determined as function of the polymer composition. The hydrolytic degradation of the hydrogels was also studied as well as the presence of water in different microenvironments by thermoporometry. The kinetic of water swelling showed a Fickian behavior, which is also dependent on polymer network, composition and on the pH of the solutions. The swelling phenomenon is driven mainly by the ionic character of the P(SMA-co-AA) based hydrogels, and by the hydrophilicity for the P(SMA-co-EG2MA) based hydrogels. The temperature also influences the swelling behavior of the P(SMA-co-EG2MA), mainly for the richer in EG2MA ones which presented a LCST behavior. The experimental data of Mc are in good agreement with the theoretical ones, and they increase with the increasing of SMA concentration, although the number of crosslinking points remains constant. The hydrolytic degradation is more pronounced for SMA-richer copolymers, as consequence of the cleavage of the ester bonding. The hydrogels also presented trapped water in different environments, being this phenomenon also dependent on the copolymer composition. The morphology of the xerogels obtained by freeze drying of the hydrogels is also dependent on the polymer composition, such as the ones with higher SMA content which presented a foam-like structure with open cells, whose walls present a similar thickness for SMA richer polymer network
Subject: Hidrogéis responsivos
Metacrilato de sacarose
Ácido acrílico
Metacrilato de dietileno glicol metil éter
Dimetacrilato de sacarose
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: GOUVÊA, Ricardo Santiago de Oliveira. Hidrogéis responsivos derivados de metacrilato de sacarose. 2020. 1 recurso online (134 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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