Tintas acrílicas com nanopartículas de óxido de zinco com atividade antimicrobiana e o efeito da radiação ultra violeta sobra as propriedades do filme

Abstract

Atualmente, com o uso da nanotecnologia, vem se buscando o desenvolvimento de aditivos que apresentem propriedades antimicrobianas e com baixo grau de toxicidade, possibilitando a aplicação em diversos setores industriais, em específico na indústria de tintas. As tintas com propriedades antimicrobianas possibilitam uma maior segurança ao usuário, eliminando agentes patogênicos que poderão causar doenças quando em contato com o ser humano. Desta forma, as nanopartículas de óxido de zinco vêm despertando um grande interesse científico e tecnológico como agente antimicrobiano inorgânico devido ao seu efeito oligodinâmico. Nesta direção, este trabalho tem como objetivo estudar o efeito oligodinâmico de nanopartículas de óxido de zinco nas propriedades antimicrobianas de tintas acrílicas. Para tanto, foram desenvolvidas tintas acrílicas com diferentes concentrações de nanopartículas de óxido de zinco e, posteriormente, foram realizadas as caracterizações microbiológicas e físico-químicas dessas tintas. Ainda, as tintas aditivadas foram submetidas a exposição à radiação ultravioleta com a finalidade de aproximar uma situação real de aplicação e, posteriormente, foram caracterizadas as propriedades microbiológicas e físico-químicas, verificando se houveram alterações consideráveis. Os resultados microbiológicos de curva de morte comprovaram que a adição de nanopartículas de óxido de zinco (NanoZnO) conferem a tinta acrílica a propriedade bactericida sendo esta proporcional à concentração de incorporação. Os ensaios de DSC, FTIR, DRX demostraram que a incorporação de NanoZnO não alteraram significativamente a estrutura química e nem sua organização microestrutural dos filmes formados de tinta no substrato. Os resultados de reologia demostraram que a adição de NanoZnO nas tintas acrílicas ocasiona aumento na viscosidade. Os ensaios de migração demostraram que ocorre uma pequena liberação de espécies de zinco, porém abaixo do limite máximo especificado pelos órgãos reguladores responsáveis. Ainda, posterior a exposição aos raios ultravioleta dos filmes de tinta contendo NanoZnO, os testes de curva de morte comprovaram que não há alteração significativa na eficiência antimicrobiana. Os resultados de FTIR demostraram que a adição de NanoZnO estão agindo como agentes absorvedores de radiação UV, protegendo o filme polimérico contra a degradação. Ensaio de DSC e TGA demostraram que ocorre mudança microestrutural na tinta sem adição de NanoZnO. Os resultados de MEV e EDS demostram que não há alterações superficiais e pequenos aglomerados de NanoZnO ao longo do filme seco de tinta formado. Desta forma, pode-se dizer que a adição de nanoZnO nas tintas acrílicas proporcionaram propriedade bactericida sem ocasionar mudanças significativas microestruturais. Ainda, as NanoZnO atuam como agente absorvedor de UV para a tinta acrílica quando exposto à radiação solar.<br.

Abstract : Currently the use of nanotechnology, has been seeking to develop additives that have antimicrobial and low degree of toxicity properties, allowing application in many industrial sectors in particular the paint industry. The inks with antimicrobial properties enable greater security to the user, eliminating pathogens that can cause disease when in contact with humans. Thus, the zinc oxide nanoparticles have attracted a great scientific and technological interest as inorganic antimicrobial agent due to its oligodynamic effect. This work aims to study the oligodynamic effect of zinc oxide nanoparticles in antimicrobial properties of acrylic paints. Acrylic paints were developed with different concentrations of zinc oxide nanoparticles, and were later carried out the microbiological and physical-chemical characterization of these inks. Further, the doped coatings were subjected to exposure to ultraviolet radiation in order to approximate an actual situation of application and subsequently, microbiological properties and physic-chemical were characterized by checking if there were significant changes. The microbiological death curve results have shown that an addition of zinc oxide nanoparticles (NanoZnO) improve an acrylic paint the bactericidal property that is proportional to the concentration of incorporation. The DSC, FTIR, and XRD test show that the incorporation of NanoZnO does not significantly alter the chemical structure and its microstructural organization. The rheology results show that an addition of NanoZnO in the acrylic paints causes an increase in viscosity. The migration test show that a small release of zinc species occurs, but below the specified limit for responsible regulatory organs. Furthermore, after exposure of the films paint containing NanoZnO, the death curve tests show that there is no significant change in antimicrobial efficiency. FTIR results demonstrated that an addition of NanoZnO is acting as UV radiation absorbing agents, protecting the polymer film against degradation. DSC and TGA tests show that microstructural change occurs in the paint without addition of NanoZnO. SEM results in conjunction with EDS demonstrate that they are not superficial and small agglomerates of NanoZnO throughout the polymer film. Thus, it is concluded that an addition of nanoZnO in the acrylic paints provides bactericidal property without causing significant microstructural changes. Still, as NanoZnO act as UV absorbing agent for an acrylic paint when exposed to solar radiation.