Influência do óxido de zinco como aditivo antimicrobiano nas propriedades de compostos termoplásticos a base de SEBS/PP

Abstract

Os elastômeros termoplásticos (TPE) são amplamente utilizados na sociedade atual. Alguns dos usos comuns são em utensílios domésticos e na medicina. Estas aplicações trazem à tona uma propriedade importante para estes materiais, a propriedade biocida. Esta característica pode prevenir a disseminação de doenças causadas por fungos e bactérias. Nesse sentido o objetivo deste trabalho é avaliar a influência do uso de óxidos de zinco como aditivo antimicrobiano no comportamento físico-mecânico e ação biocida em compostos TPE à base do copolímero estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS) com polipropileno (PP), óleo e calcita visando materiais livres de ataque microbiano. Foram preparados compostos de SEBS/PP/óleo/calcita aditivados com óxido de zinco (ZnO) comercial de dois fornecedores diferentes (ZnO-Pe e ZnO-WR) nas proporções 0%, 1%, 3% e 5% em massa. Os compostos foram preparados em uma extrusora dupla rosca co-rotante com perfil de temperatura de 100°C a 190°C seguidos de moldagem por injeção. As amostras foram submetidas a dois métodos de envelhecimento térmico em estufa, com circulação de ar à 105 °C e submersos em solução de limpeza à 70 °C, ambos por 168 h. Todas as amostras, com e sem envelhecimento, foram caracterizadas por meio das suas propriedades reológicas, físicas, mecânicas, térmicas, químicas, atividade bacteriana e crescimento fúngico. Os resultados mostraram que o teor, tamanho e forma de ZnO interferem nas propriedades reológicas, físicas e biocidas dos compostos TPE. A presença de óxido de zinco também afetou as propriedades mecânicas dos compostos, com pequeno aumento da resistência à tração na ruptura e redução no módulo elástico. A adição de óxido de zinco conferiu aos compostos a propriedade bactericida, porém tornaram-se mais propícios ao desenvolvimento do fungo Aspergillus niger. Em ensaio de envelhecimento térmico em estufa por 7 dias não foi evidenciado degradação dos compostos envelhecidos, no entanto a propriedade biocida foi afetada. Em geral, os compostos com o aditivo ZnO-WR apresentaram melhores resultados que o ZnO-Pe tanto nas propriedades físico-mecânicas avaliadas quanto nas propriedades de biocida.

Thermoplastic elastomers (TPE) are widely used in society actualy. Some of the common uses are in household articles, home appliances and in medicine. These applications bring to the forefront an important property for materials, the biocidal property. This feature can prevent the spread of diseases caused by fungi and bacteria. In this sense, the objective of this work is evaluate the use of zinc oxides as an antimicrobial additive on the physical-mechanical behavior and biocidal action in TPE compounds based on copolymer styrene-etylene/butylenes-styrene (SEBS) with polypropylene (PP), oil and calcite aiming free compounds of microbial attack. In this work, SEBS/PP/oil/calcite compounds were prepared with additive commercial zinc oxide (ZnO) from different sources in proportions 0%, 1%, 3% and 5% wt. Compounds were prepared in a co-rotating twin screw extruder with a temperature range of 100°C to 190°C followed by injection molding The samples were also submitted to thermal aging in oven, with air circulation at 105 °C and in cleaning solution at 70 °C, both for 168 h. All samples, with and without aging, were characterized by their rheological, physical, mechanical, thermal, chemical, bacterial activity and fungal growth. Results showed that the content, size and shape of ZnO act in the rheological, physical and biocidal properties of TPE compounds. The presence of zinc oxide affected the mechanical properties of the compounds, with small increase in tensile strength at rupture and reduction in elastic modulus. The addition of zinc oxide conferred to compounds bactericidal property, but they became more propitious to the development of the fungus Aspergillus niger. There were not evidential of degradation on aged compounds, although biocidal properties were affected. In general, the ZnO-WR additive showed better results than ZnO-Pe in both the physicochemical properties evaluated and the biocidal properties.