Desenvolvimento de compósitos antimicrobianos a base de SEBS/PP aditivados com partículas de cobre

Abstract

Uma alternativa para a produção de elastômeros termoplásticos (TPEs) com propriedades antimicrobianas é a adição de partículas metálicas à matriz polimérica, sendo escassos na literatura estudos baseados em TPEs estirênicos. Neste sentido, este estudo tem por objetivo investigar o uso de micropartículas de cobre (CuMP) e nanopartículas de cobre (CuNP) como agente antimicrobiano em compósitos com matriz polimérica a base de SEBS/PP. Avaliou-se também o efeito sobre as propriedades morfológicas, térmicas, elétricas, tribológicas, físicas e mecânicas das composições. Como foco biológico desse estudo se avaliou o uso dos compósitos para prevenir o desenvolvimento de microrganismos em sistemas de ar condicionado automotivo (HVAC). Os compósitos foram produzidos em extrusora dupla rosca co-rotante, aditivados com diferentes concentrações de micropartículas e nanopartículas de cobre e foram caracterizados por ensaios reológicos. Para os demais ensaios os corpos de prova foram moldados por injeção. Os resultados dos ensaios mostraram que a adição das partículas metálicas não gerou variações na estrutura e nas propriedades que comprometam o desempenho mecânico dos compósitos, quando comparados a uma formulação sem a adição do metal. Os testes antimicrobianos desenvolvidos em laboratório mostraram uma redução quase total do número de bactérias nas amostras com micropartículas e nanopartículas de cobre, sendo que contra fungos as nanopartículas foram mais efetivas. Em testes de campo, os nanocompósitos fixados em filtros de ar condicionado automotivo, mostram baixa eficiência antimicrobiana, provavelmente devido às condições de menor umidade quando comparados às condições dos testes em laboratório.

An alternative for producing thermoplastic elastomers (TPEs) with antimicrobial properties is to add metallic particles to the polymeric matrices and studies based on styrenic TPEs are few in the literature. In this sense, this study aims to investigate the effects of the addition of copper microparticles (CuMP) e nanoparticles (CuNP) as an antimicrobial agent in composites with polymeric matrix based on SEBS / PP. The effect on the morphological, thermal, electrical, tribological, physical and mechanical properties of the compositions was also evaluated. As a biological focus of the study is intended to evaluate the use of composites with copper particles for preventing the development of microorganisms in automotive air conditioning systems (HVAC). The composites were produced in a co-rotating twin screw extruder, added with different concentrations of copper microparticles and nanoparticles and were characterized by rheological tests. For the other tests, the specimens were molded by injection. The results of these tests showed that the addition of the metallic particles did not generate variations in the structure and properties that compromise the mechanical performance of the composites, when compared to a formulation without the addition of the metal. The results of antimicrobial testing showed a reduction almost total in bacterial counts in samples with microparticles and nanoparticles of copper, being that against fungi the nanoparticles were more efficient. In field tests, nanocomposites attached to automotive air conditioning filters show low antimicrobial efficiency, probably due to the conditions of lower humidity when compared to the conditions of laboratory tests.