Síntese de nanopartículas de prata para obtenção de nanocompósito e avaliação da atividade bactericida em poliestireno expansível

Abstract

A nanotecnologia é vista como um campo emergente que envolve a produção, processamento e aplicação de estruturas, dispositivos e sistemas pelo controle da forma e tamanho em escala nanométricaAs nanopartículas de prata (AgNPs) tem tido grande atenção e emergido como principal produto do campo na nanotecnologia. Essas nanopartículas apresentam propriedades antimicrobianas mais eficientes que outros sais de prata, devido a maior área de superfície e a baixa solubilidade, o que permite melhor contato com os microorganismos. Neste contexto, esta tese visa a obtenção de uma rota de síntese de nanopartículas de prata, com posterior desenvolvimento de nanocompósitos via polimerização em suspensão do estireno para obtenção de poliestireno expansível (EPS) com propriedades antimicrobianas. E, portanto, o estudo visa a aplicação do EPS/AgNP como embalagens para acondicionamento de pescados, com o intuito de garantia de qualidade e segurança alimentar, tendo em vista o grupo de bactérias estudado (E.coli, S.aureus e S.TYPHIMURIUM). As nanopartículas de prata (AgNPs) foram sintetizadas por rotas de sínteses tradicionais em meio aquoso, com condições otimizadas através de delineamento experimental. Tais nanopartículas sofreram hidrofobização usando ácido oleico e ácido fosfórico como agentes de transferência de fase. Após hidrofobizadas as nanopartículas foram transferidas para o monômero estireno, o qual foi polimerizado via reação de polimerização em suspensão. Os polímeros antimicrobianos desenvolvidos foram caracterizados para avaliar a influência da adição das AgNPs nas propriedades finais desses materiais em relação ao poliestireno puro. A partir dos resultados, as AgNPs foram incoporadas no polímero a partir da concentração bacteriostática, obtendo-se sistema estável e polímero com características adequadas de aplicação industrial, em termos de concentração de prata, distribuição de tamanho de partícula polimérica, massa molecular polimérica e monômero residual. E, apesar, da baixa concentração de AgNP na matriz polimérica (~ 0,51%) foi possível obter poliestireno expansível com características antimicrobianas, frente E. coli, S.aureus e S. TYPHIMURIUM, bactérias que entram no grupo de controle de qualidade para pescados, de acordo com a legislação brasileira e europeia.<br>

Abstract : Nanotechnology is seen as an emerging field that involves the production, processing and application of structures, devices, and systems by controlling shape and nanometer size scale. The silver nanoparticles (AGNPs) have had great attention and emerged as the main product of the field in nanotechnology. These nanoparticles show more effective antimicrobial properties than other silver salts due to the greater surface area and low solubility, which allows better contact with the microorganisms. In this context, this Ph.D. dissertation aims at obtaining a route for the synthesis of silver nanoparticles with subsequent development of nanocomposites via the styrene suspension polymerization to obtain expandable polystyrene (EPS) with antimicrobial properties. And therefore, the study aims to apply the EPS / AgNP as package for fish packaging, with the quality assurance of development and food security, taking into account the group studied bacteria (E. coli, S. aureus and S. TYPHIMURIUM). The silver nanoparticles (AGNPs) were synthesized by traditional synthesis routes in an aqueous medium with optimal conditions by experimental design. Such nanoparticles have undergone hydrophobic oleic acid and used phosphoric acid as phase transfer agents. After the nanoparticles have been hydrophobized, they were transferred to the styrene monomer, which was polymerized via suspension polymerization reaction. The developed antimicrobial polymers were characterized to assess the influence of the addition of AGNPs in the final properties of these materials compared to pure polystyrene. From the results, AGNPs were embedded in the the polymer from the bacteriostatic concentration, obtaining stable polymer system and adequate characteristics of industrial application in terms of the silver concentration distribution of polymer particle size, polymer molecular weight and monomer residual. And, in spite of the low concentration of AgNP in the polymer matrix (~ 0.51%), it was possible to achieve expandable polystyrene with microbial characteristics, against E. coli, S. aureus and S. TYPHIMURIUM bacteria, which enter the quality control group to fish, according to the Brazilian and European legislation.