Desenvolvimento de fibras de poli(ácido lático)/poli(óxido de etileno) via eletrofiação

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo principal a eletrofiação de fibras poliméricas de poli(ácido lático)(PLA) com poli(óxido de etileno) (PEO), formando uma blenda polimérica, visando aplicações futuras na área biomédica. Foram preparadas quatro soluções de PLA/PEO, mantendo a o mesmo percentual em massa de PLA (16%m) e utilizando-se dois percentuais de PEO (8%m e 10%m), assim como, duas massas molares de PEO (100.000 g/mol e 200.000 g/mol). As soluções poliméricas PLA/PEO foram processadas por eletrofiação, em parâmetros constantes de distância entre coletor e agulha (15 cm), vazão de alimentação da solução (1,20 mL.ℎ−1 ) e tensão aplicada (15 kV). Após a eletrofiação para obtenção de fibras, estas foram caracterizadas microscopia eletrônica de varredura (MEV), para análise do diâmetro e da morfologia, observando-se que boa parte das fibras são contínuas, uniformes e o número de defeitos aparentes é pontual. Para analisar as interações polímero-polímero, as membranas foram analisadas no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), indicando as amostras contendo PEO apresentam espectros similares ao de PLA puro. Para estudar as temperaturas de transição vítrea, fusão e cristalização das amostras de PLA/PEO, foi realizado o ensaio de calorimetria exploratória diferencial (DSC), foi observado que a variação de massa molar e concentração do PEO não interferiu no grau de cristalinidade. Para analisar as alterações higroscópicas das membranas foi feito o ensaio de ângulo de contato e intumescimento, com o objetivo de uso futuro em aplicação biomédica, que requer que as membranas apresentem um caráter hidrofílico, com ângulo de contato variando entre 60̊ e 70̊. Observou-se que, a blenda menos hidrofóbica foi a com 10%m PEO e 100.000 g/mol, com ângulo de contato de 116,7̊ e grau de intumescimento chegando em 341% após 90s, porém todas apresentaram caráter hidrofóbico característico do PLA. Assim, são necessários mais ensaios para melhorar esse caráter nas membranas.

The main objective of this work is the electrospinning of polymeric fibers of poly(lactic acid) (PLA) with poly(ethylene oxide) (PEO), forming a polymeric blend, aiming at future applications in the biomedical area. Four PLA/PEO solutions were prepared, maintaining the same percentage of PLA (16%m) and using two percentages of PEO (8%m and 10%m), as well as two molar masses of PEO (100,000 g/mol and 200,000g/mol). The PLA/PEO polymer solutions were processed by electrospinning, in constant parameters of distance between collector and needle (15 cm), solution supply flow (1,20mL.ℎ−1 ) and applied voltage (15 kV). After electrospinning to obtain fibers, they were characterized by scanning electron microscopy (MEV) to analyze the diameter and morphology, observing that most of the fibers are continuous, uniform and the number of apparent defects is punctual. To analyze the polymer-polymer interactions, the membranes were analyzed in the infrared by Fourier transform (FTIR), indicating that the samples containing PEO present spectra similar to that of pure PLA. To study the glass transition, melting and crystallization temperatures of the PLA/PEO samples, the Scanning ScanningCalorimetry (DSC) test was performed, it was observed that the variation in molar mass and PeO concentrations did not affect the degree of crystallinity. To analyze the hygroscopic changes of the membranes, the contact angle and swelling test was performed, with the aim of future use in biomedical application, which requires that the membranes have a hydrophilic character, with a contact angle ranging between 60̊ and 70̊. It was observed that the least hydrophobic blend was the one with 10%m PEO and 100,000 g/mol, with a contact angle of 116.7̊ and degree of swelling reaching 341% after 90s, but all of them showed a hydrophobic character characteristic of PLA. Thus, more trials are needed to improve this character in membranes.