Estudo da calcificação "in vitro" de quitosana

Orientador: Cesar C. SantanaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: A quitosana tem despontado nos últimos anos como um biomaterial de grande potencialidade para a aplicação em vários campos, passando por medicina, biotecnologia, alimentos, etc. entretanto, uma face ainda pouco explorada é o comportamento desse biomaterial quando em contato com fluidos corpóreos. Este trabalho objetiva a obtenção de membranas densas e porosas de quitosana de casca de caranguejo, sua mosificação através de reação com glutaraldeído e poli(ácido acrílico)-PAA, e a calcificação promovida sobre esses substratos. Utilizou-se, para tanto, experimentos in vitro, com duração de 7 dias a 1 mês, no qual se mergulhavam os substratos (modificados ou não) em soluções que simulam as concentrações de sais observadas em fluidos corpóreos reais. Estudou-se influências de fatores como: pH, composição do meio calcificante e características físicas (permeabilidade, porosidade) e químicas do substrato de quitosana; sobre o tipo de calcificação observado. A análise dos substratos de quitosana com ou sem calcificação foi realizada através de técnicas como microspia (eletrônica e varredura e força atômica), espectroscopia (EDS, FTIR-ATR) e análises químicas (elementar de Pe Ca) e estruturais (difratometria de RX e adsorções). Observou-se que calcificação dependa: 1) do tratamento ao qual a quitosona era submetida: a deposição em grande extensão era obtida em amostras tratadas com PAA, principalmente devido aos grupos carboxílicos que adsorvem muito bem os íons cálcio... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digitalAbstract: Chitosan is recently being appointed as a biomaterial with significant potential to use in many fields, such as medical science, biotechnology, food science, etc. However, the behavior when chitosan is contacted with body fluids, is still not completely understood. The present work aims to study: the production of dense and porous chitosan (from crab shells) membranes; their chemical modification (by reaction with glutaraldehyde or addition of poly(acrylie acid)-PAA); and their calcification. In order to do that, in vitro experiments were done: the substrates were soaked in a solution which simulated the salt concentration of body fluids (plasma) from 7 days to 1 month. Effects of pH, calcifying medium composition and physical (porosity, permeability) and chemical characteristics of substrates on calcification quality and degree were observed. Samples were analyzed though microscopy (scanning electron microscopy and atomic force microscopy), spectroscopy (EDS and FTIR-ATR) and chemical (P and Ca) and structural (X-ray diffraction and adsorption) analyses. It was observed that calcification depended on: 1) treatment under which chitosan was submitted: expressive deposition was obtained in samples treated with PAA, mainly due to carboxil groups that adsorb calcium ion. The opposite was observed in samples fixed with glutaraldehyde, which tends to increase the hydrophobicity of matrix, inducing less calcification... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertationsDoutoradoEngenharia de ProcessosDoutor em Engenharia Químic

Obtenção e caracterização de fosfato de aluminio para pigmentação

Orientadores: Cesar Costapinto Santana, Fernando GalembeckDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Muitos esforços têm sido feitos para se conseguir um sucedâneo do dióxido de titânio, que é considerado o melhor pigmento branco existente, tanto por razões econômicas como pelas exigências de adoção de tecnologias menos poluentes e de menor risco. Este trabalho trata da obtenção e caracterização de fosfatos de alumínio amorfos e de seu uso como pigmento branco em tintas látex (de PVAC, poli (acetato de vinila, ou estireno-acrílico). A mistura de soluções aquosas de hidróxido de amônio, fosfato de sódio monobásico e nitrato de alumínio produz fosfatos de alumínio não este quilométricos, que foram caracterizados por: espectrofotometria de IV, difratometria de raio-X, análise elementar, análise térmica, microscopia (eletrônica de transmissão e varredura, e ótica) e medidas eletroforéticas. Observou-se que várias relações P:AI podem ser obtidas nestes compostos, que podem assim, apresentar características bastante diversificadas. São verificados desde comportamento refratário (relação P:AI 1,0). As partículas de fosfato de alumínio amorfo podem apresentar vazios em seu interior, o que produz múltiplas interfaces sólido-ar, que por sua vez, conferem-lhes alta capacidade de espalhamento de luz. Estas partículas podem ser usadas como pigmento com bom poder de cobertura, mesmo que o sólido apresente um baixo índice de refração. Esta tese demonstra a obtenção destes vazios internos por duas vias: 1) Tratamento térmico: Aquecendo-se partículas de fosfato de alumínio, ocorre um amolecimento da matriz junto com a liberação de vapores que podem ser aprisionados no interior das partículas, em forma de bolhas; 2) Auto-opacificação em filmes (ín sítu): durante a secagem do filme de tinta contendo partículas de fosfato de alumínio, formam-se estruturas ocas com elevado poder de espalhamento de luz. Isto é atribuído à secagem diferencial entre a superfície e o interior do pigmento, que provoca o aparecimento de trincas e múltiplas interfaces com grandes descontinuidades de índice de refração. No primeiro caso, obtém-se partículas opacas e no segundo, filmes opacos. Medidas de refletância de filmes de látex pigmentados com fosfato de alumínio mostram que estas partículas podem ser usadas como pigmento branco, substituindo-se o rutilo em até 80%, sem perda significativa do poder de coberturaAbstract: Many efforts have been expended in order to obtain replacements or alternatives for titanium dioxide, which has a strong ability to backscatter visible light. This is due to the current need for more economical and technologically "clean" materials. This dissertation describes the preparation of amorphous aluminum phosphate, characterization and use as a white pigment in latex paints. The admixture of aqueous solutions of aluminum nitrate, sodium dihydrogen phosphate and ammonium hydroxide yields non-stoichiometrical aluminum phosphates, which were characterized by: IR spectrophotometry; X-ray diffractometry; transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, and optical microscopy; electrophoretical measurements and elemental, thermal and thermalconductimetric analyses. A broad range of P:AI ratios can be noticed in the precipitates, which display different thermal characteristics: some are refractory up to 1000oe (P:AI ratio 1,0). The aluminum phosphate particles display voids in the bulk, which are responsible for the refractive index heterogeneity within the particles, imparting them the ability to backscatter light. These particles can be used as a pigment, even though they have a low refractive index. This work describes the formation of these internal voids by two different ways: 1) thermal treatment: the volatilization of water (and other volatile substances) within a viscoelastic matrix (at the heating temperature used) forms closed cells in the particles; 2) self-opacification within films (in situ): during the drying of the paint film containing aluminum phosphate particles, there is the formation of a rigid externallayer around the particles (resulting from the faster drying at the surface than in the bulk). Further bulk condensation induces the formation of cracks and voids. In the first case, the result is opaque particles; in the second case, opaque films are obtained. Reflectance measurements of latex films pigmented with aluminum phosphate show the ability of these particles in replacing about 80% of rutile volume, without loosing significant opacity of the filmMestradoEngenharia de ProcessosMestre em Engenharia Químic