Nanocompósitos antimicrobianos de hidroxiuretanas com ácidos inorgânico

• Processo: 22/08020-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Acordo de Cooperação: CONFAP - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa
• Pesquisador responsável: Ubirajara Pereira Rodrigues Filho
• Beneficiário: Ubirajara Pereira Rodrigues Filho
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Andreas Ries ; Márcio Luiz dos Santos ; Neymara Cavalcante Nepomuceno ; Tânia Aguiar Passeti
• Assunto(s): Físico-química inorgânica Nanocompósitos Anti-infecciosos Ácidos inorgânicos Dióxido de carbono Óleo de soja
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Co2 | filmes antimibicrobianos termorrígidos | hidroxiuretanas | nanocompósitos | óleo de soja epoxidado | poli(dimetilsiloxano) | Físico-química Inorgânica

Resumo

O dióxido de carbono (CO2) é o principal gás de efeito estufa emitido por meio de atividades humanas sendo parcialmente responsável pela mudança climática global, todavia, o CO2 é considerado recurso de carbono verde, tornando-o matéria-prima atraente em processos industriais, como por exemplo, produção de monômeros e solventes na fabricação de polímeros, com destaque para os policarbonatos. Uma das metodologias mais promissoras neste aspecto é a síntese de carbonatos cíclicos via cicloadição de CO2 em anéis oxirânicos de epóxidos orgânicos. Nosso grupo de pesquisa tem investigado alternativas promissoras para o uso do CO2, através da adição a bis-epóxidos, notadamente o poli(dimetilsiloxano) terminado com diglicidil éter (PDMS), um silicone que pode ser usado para construir diferentes tipos de estruturas. A presença de siloxano nas cadeias poliméricas resulta em materiais de alta performance, ou seja, maiores estabilidade térmica, resistência mecânica e resistência química. Entretanto, materiais com propriedades ainda mais interessantes podem ser obtidos com a cicloadição de poli-epóxidos como é o caso do óleo de soja epoxidado (OSE), o que adicionalmente contribui para o avanço científico-tecnológico das matérias-primas Brasileiras, onde o Brasil é o 2º maior produtor de soja mundial. Visando o desenvolvimento de novos produtos com propriedades diferenciadas, utilizando fontes renováveis Brasileiras, como é o caso do óleo de soja, nesta proposta objetivamos a produção de ciclocarnonatos oriundos do PDMS e do óleo de soja sendo este último a nossa principal matéria-prima. É ainda importante informar que os sistemas OSE-PDMS além de apresentarem propriedades avançadas terão também custo consideravelmente inferior em relação aos de PDMS, sendo comercialmente atrativos. Portanto, almejamos a produção de ciclocarbonatos através da fixação de CO2 para obtenção de sistemas termorrígidos com propriedades e custo atrativos. Aos ciclocarbonatos, aminas serão adicionadas, produzindo hidroxiuretanas. A aminólise de ciclocarbonatos é uma das estratégias mais práticas e ambientalmente seguras, pois possibilitam a produção de poliuretanos isentos de isocianato (NIPU). As poli (hidroxiuretanas) são produtos químicos de alto valor agregado, e podem ser utilizadas em diversos setores da economia desde a construção civil, espumas e adesivos, até a indústria de dispositivos médicos e odontológicos. Através da adição aminoalcoxisilanos reativos, a aminólise pode ser usada para combinar as poli(hidroxiuretanas) com sílica e formar as chamadas uretanasils, com melhora das propriedades mecânicas e térmicas, neste projeto, pretende-se adicionar o APTES e concomitantemente ajustar o comprimento da cadeia de uretano e criar domínios organossílica (OSE-PDMSUr) covalentemente ligados dentro do material. A aminólise pode ser potencializada pela adição de um ácido inorgânico, como o ácido fosfotúngstico (HPW) ou ácido fosfórico H3PO4, os quais podem também conferir propriedades bactericidas aos OSE-PDMSUr, Portanto, nesse trabalho iremos adicionar ao sistema reacional os ácidos HPW ou H3PO4, visando à produção de filmes antimicrobianos. Sumarizando, este projeto objetiva a produção de filmes bactericidas através da valorização da rota de uso do CO2 e dos recursos renováveis Brasileiros, especificamente o óleo de soja, os quais servirão de matéria-prima na produção das poli(hidroxiuretanas) termorrígidas de alta performance, com propriedades bactericidas, melhor comportamento mecânico, melhores estabilidades térmicas e químicas, a baixo custo. (AU)