PDMS-urethanesil hybrid multifunctional materials: combining CO2 use and sol-gel processing

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Gunther, Florian ; Lima, Elton F. S. ; Rossi de Aguiar, Kelen M. F. ; Bearzi, Jefferson R. ; Simoes, Mateus B. ; Schneider, Ricardo ; Bini, Rafael A. ; Ribeiro, Sidney J. L. ; Chi Man, Michel Wong ; Rischka, Klaus ; Aguiar, Flavio H. B. ; Pereira, Renata ; Mainardi, Maria do Carmo A. J. ; Rocha, Marina C. ; Malavazi, Iran ; Passeti, Tania A. ; Santos, Marcio L. ; Imasato, Hidetake ; Rodrigues-Filho, Ubirajara Pereira

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Sol-Gel Science and Technology; v. 95, n. 3, p. 17-pg., 2020-08-10.

Resumo

CO2 mitigation by cycloaddition to bis-epoxides to obtain bis-cyclocarbonates (CC) paved one way to a new class of polyurethanes (PUs), the non-isocyanate polyurethanes (NIPUs). By using molecules functionalized with alkoxysilyl groups as end chain it is possible to obtain hybrid NIPUs, also called urethanesils, by sol-gel chemistry. Using bis-cyclocarbonate polydimethylsiloxane (CCPDMS) with proper diamines and end-chain amino silanes followed by sol-gel processing leads to versatile hybrid non-isocyanate polydimethylsiloxane urethanes (PDMS-urethanesil). This review reports-besides our recent studies about PDMS-urethanesil materials-the sol-gel chemistry applied to synthesize urethanesil and its applications. While the antimicrobial, photochromic, and anticorrosion properties of urethanesil loaded with phosphotungstic acid as well as the luminescent effect of material loaded with Eu(3+)have already been reported, antimicrobial features of urethanesil loaded with phosphoric acid are our newest findings which we herein report for the first time. The impact of the inorganic acid used on the sol-gel process is highlighted together with the importance of antibiofouling properties. Although the antibiofouling mechanism is still under investigation, the broad spectrum of action of phosphoric acid-loaded urethanesil is worth mentioning, since it has been tested to be efficient against some pathogenic bacteria including a drug resistantStaphylococcus aureusstrain as well as pathogenic fungi and yeast. Due to the simple, straightforward, and highly reproducible synthesis as well as the opportunity to obtain versatile materials with tuneable mechanical and physical properties, this new class of hybrid materials promises to be applicable in different industrial fields. [GRAPHICS] (AU)

• Processo FAPESP: 11/08120-0 - Filmes nanoestruturados: impacto da arquitetura dos filmes contendo nanopartículas e fosfotungstato sobre as propriedades fotoativas
• Beneficiário: Ubirajara Pereira Rodrigues Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/19785-1 - CO2 como matéria-prima para materiais híbridos multifuncionais: uma colaboração para aumentar a sustentabilidade de processos industriais
• Beneficiário: Ubirajara Pereira Rodrigues Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Regular
• Processo FAPESP: 13/05279-3 - Adesivos biomiméticos baseados em uretanas derivadas de poli(dimetilsiloxano) utilizando fixação de CO2
• Beneficiário: Kelen Menezes Flores Rossi de Aguiar
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 11/06019-0 - Fixação de CO2 e síntese de co-polímeros de poliuretana e polisilicona incorporado em ormosils: utilização como filmes bioativos e sistemas condutores iônicos
• Beneficiário: Kelen Menezes Flores Rossi de Aguiar
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/15670-5 - Novos materiais semicondutores baseadas em PDMS e DPP para Eletrônicas Flexíveis e Esticáveis: Fabricação, Análise e Aplicações em Dispositivos Orgânicos
• Beneficiário: Florian Steffen Günther
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado