Propriedades fisico-químicas de soluções formadoras e de filmes de quitosana e hidroxipropilmetilcelulose

Jefferson Rotta

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes feitos a partir de dois polímeros naturais, a quitosana e a hidroxipropilmetilcelulose (HPMC). Para promover uma melhora nas suas propriedades, foi adicionado sorbitol como agente plastificante. Foram caracterizadas as propriedades reológicas das soluções formadoras dos filmes. Além disso, as propriedades mecânicas (tensão de ruptura, módulo de Young e elasticidade), térmicas (análise termogravimétrica TGA e calorimetria exploratória diferencial DSC), estruturais (difratometria de raios X ) e morfológicas (microscopia eletrônica de varredura), bem como a solubilidade, a cor, a transparência e a interação com três líquidos de diferentes polaridades também foram estudadas. A solução de quitosana, em baixa concentração (1,0 %), apresentou um comportamento tipicamente Newtoniano, enquanto em concentrações mais elevadas (1,5 % a 3,5 %) a solução se comportou como um fluido não-newtoniano. Já as soluções de HPMC apresentaram um comportamento não-newtoniano em todas as concentrações estudadas. A solubilidade foi maior quanto maior a proporção de HPMC nas amostras. Os filmes de HPMC puros apresentaram a maior transparência, maior brilho e maior luminosidade. Os demais filmes apresentaram uma coloração levemente amarelada, aumentando este tom quanto maior a proporção de quitosana nas amostras. A transmitância das amostras na região do ultravioleta (210nm) foi menor que na região do visível (500nm), indicando que filmes feitos com estes biopolímeros têm uma boa habilidade preventiva contra a radiação ultravioleta. Os filmes de quitosana puros apresentaram as maiores médias para tensão de ruptura e módulo de Young e as menores para a elongação máxima. A temperatura de transição vítrea (Tg) dos filmes de quitosana puros foi de 114,06oC, enquanto paras os filmes de HPMC puros este valor foi de 164,56oC. Os filmes de quitosana e de HPMC puros apresentaram dois estágios de degradação térmica, enquanto os filmes feitos da mistura de ambos os biopolímeros apresentaram três estágios de degradação. As micrografias das amostras apresentaramse lisas, compactas e sem poros. Nos filmes compostos pela mistura de ambos os biopolímeros, a seção transversal mostrou algumas rugosidades, com a presença de tortuosidades quanto maior a proporção de HPMC. Os filmes de HPMC puros reagiram facilmente com a água e formaram um ângulo de contato inferior ao ângulo formado pelos filmes de quitosana puros. O oposto ocorreu com o diiodometano (líquido altamente apolar). Com a formamida (líquido com uma polaridade intermediária), as medidas de ângulo de contato situaram-se entre os valores encontrados para a água e para o diiodometano. A energia livre superficial polar (γ p) aumentou seu valor quanto maior a proporção de HPMC nas amostras e a energia livre superficial dispersiva (apolar) diminuiu seu valor quanto maior a proporção de HPMC nas amostras. O trabalho de adesão (W) dos filmes de quitosana puros foi menor quando em contato com a água deionizada e superior quando em contato com o diiodometano. Para a formamida, o W teve um comportamento similar ao do diiodometano, isto é, aumentou seu valor conforme se aumentou a proporção de quitosana nas amostras. Os filmes de quitosana puros apresentaram quatro picos de difração, confirmando a presença de domínios cristalinos na sua estrutura, enquanto os filmes de HPMC puros apresentaram apenas dois picos de difração, sendo, portanto, mais amorfos. Já as demais amostras tiveram um deslocamento dos seus ângulos de difração e uma alteração na intensidade dos picos, o que é um indicativo da parcial miscibilidade entre os polimeros.

Propriedades fisico-químicas de soluções formadoras e de filmes de quitosana e hidroxipropilmetilcelulose

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