Nanocompósitos de polietileno/sílica com prata para aplicações antibacterianas

Abstract

Dois diferentes tipos de nanopartículas de prata (NPAgs) e sílica foram sintetizadas para uso como carga antibacteriana em polietileno. As primeiras NPAgs foram ligadas covalentemente a sílica coloidal (SiAg) através de duas rotas (ácida e básica). As segundas NPAgs foram encapsuladas por sílica pelo método sol-gel (SiAgE). Para as duas cargas a síntese dos nanocompósitos foi realizada através da polimerização in situ de etileno utilizando o sistema catalítico Cp2ZrCl2/MAO (dicloro bis(ciclopentadienil)zircônio IV)/metilaluminoxano (MAO). As SiAg, foram caracterizadas por ICP OES, SAXS e BET determinando a concentração de prata, morfologia e tamanho. Os nanocompósitos (PESiAg) foram caracterizados por DSC, TGA e MEV. O teor de Ag dos mesmos também foi avaliado, assim como a sua atividade frente as bactérias, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Escherichia coli. Todas as amostras apresentaram ação antibacteriana. As SiAgE foram sintetizadas via três rotas de redução da prata: ácido cítrico (R1), glicose (R2) e glicerol (R3). As caracterizações foram através MEV, TGA, DRX, UV-VIS, FT-IR, BET, SAXS e atividade antibacteriana, verificando propriedades estruturais, texturais, morfológicas e antibacterianas. Tanto as cargas (SiAgE) quanto os nanocompósitos (PESiAgE) apresentaram propriedades antibacterianas frente Staphylococcus aureus, Escherichia coli.

Two different types of silver nanoparticles (NPAgs) and silica were synthesized for use as antibacterial filler in polyethylene. The first NPAgs were covalently bonded to colloidal silica (SiAg) through two routes (acid and basic). The second NPAgs were encapsulated by silica by the sol-gel method (SiAgE). The nanocomposites were developed by the in situ polymerization of ethylene using the catalytic system Cp2ZrCl2/MAO (dichloride bis (cyclopentadienyl) zirconium IV)/Methylaluminoxane (MAO). The SiAg were characterized by ICP OES, SAXS and BET determining the concentration of silver, morphology and size. PESiAg the nanocomposites (PESiAg) were characterized by DSC, TGA and MEV. The concentration of Ag in the nanocomposites was also evaluated, as well as their bacterial activity against, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Escherichia coli. All samples presented antibacterial action. The SiAgE were synthesized via three silver reduction routes: citric acid (R1), glucose (R2) and glycerol (R3). The characterizations of the nanoparticles were through SEM, TGA, DRX, UV-VIS, FT-IR, BET, SAXS and antibacterial activity, verifying structural, textural, morphological and antibacterial properties. Both the fillers (SiAgE) and nanocomposites (PESiAgE) presented antibacterial properties against Staphylococcus aureus and Escherichia coli.