Estudo de poli(organofosfazenos): síntese, caracterização, blendas políméricas e aplicações

• Main Author: Virginia Paula Rodrigues Silva
• Other Authors: Vinicius Caliman
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2008
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9G3R2N

=== This work presents a study of polymeric blends based on polyphosphazenes as well as the syntheses of three new polyphosphazenes candidates to be studied as biomaterials. The polymeric blends were prepared mixing poly[bis(methoxy-ethoxyethoxy) phosphazene] - MEEP and poly(ethylene oxide) - PEO, in the following concentrations: 12.5%; 37.5%; 50.0%; 62.5% and 87.5% w/w MEEP. The behavior of the blends was investigated by thermal analysis, X-ray diffraction, FTIR and AFM. All the blends presented glass two distinct glass transitions (Tg), detected by MDSC. An excess of melting enthalpy was observed in the blends containing 62.5% and 87.5% w/w MEEP indicating the formation of new organized structures after the formation of these blends. Both X-ray diffraction, AFM and FTIR indicated the intercalation of MEEP side chains with the crystalline structure of PEO. Three new polyphosphazenes were synthesized: PMAPhos, PPrP and PLysP. PMAPhos formed a hydrogel after crosslinking reaction. This cross-linking reaction was monitored by FTIR collecting several spectra in function of temperature. The temperatures were the modifications associated to reticulation reactions found in the spectra can be related to the temperatures observed in the DSC experiments for such reactions. The hydrogel formed presented both thermaland pH responsive behavior. At pH 8, the material presented a swelling degree of 3.000% compared to the dry sample. At higher pHs the hydrogel underwent a collapsing in its structure, although the polymer chains were charged, which was explained by the Donnans osmotic pressure equilibrium. The globule-coil transition temperature was evaluated by DSC to be at 45 oC, and confirmed by an expansion experiment. PPrP and PLysP were synthesized and, according to preliminary characterization, a fully substitution was obtained in PLysP, but not in PPrP due to esterical hindrances. The Tgs found were -4 oC for PLysP and 56 oC for PPrP. === O objetivo deste trabalho é o estudo de poli(organofosfazenos), através da preparação de blendas poliméricas e da síntese de novos polímeros. No trabalho de mestrado, a síntese de poli[bis(metóxi-etóxi-etóxi)fosfazeno)], polímero conhecido como MEEP, e a preparação de uma blenda polimérica MEEP/POE 50% m/m, motivaram o estudo sistemático de uma série de blendas MEEP/POE, no trabalho de doutorado. O estudo térmico e morfológico de blendas MEEP/POE com composições 12,5%; 37,5%; 50,0%; 62,5% e 87,5% m/m de MEEP constitui o objetivo principal da primeira parte do trabalho. A segunda parte do trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de novos poli(organofosfazenos), projetados para serem potenciais biomateriais para reparação de fraturas ósseas. Foram selecionados dois tipos de grupos orgânicos para a substituição macromolecular: i) metacrilato de sódio, que oferece a possibilidade de reticulação para a obtenção de um material mecanicamente estável, mas que ao mesmo tempo possa responder à mudanças no pH do meio, devido ao grupamento ácido; ii) aminoácido ésteres, já que é notória a biocompatibilidade e bioatividade que polifosfazenos contendo tais grupos possuem. Os aminoácidos éteres escolhidos para a substituição foram L-4-hidroxi-prolina metil éster e L-lisina etil éster, pelo fato de estes aminoácidos fazerem parte da estrutura protéica do colágeno que é o principal tecido de sustentação do organismo dos mamíferos. A síntese desses polímeros é o primeiro passo para a obtenção de um material biocompatível que possa imitar funções do colágeno, como ser o sítio de nucleação e crescimento de hidróxiapatita, a parte mineral do tecido ósseo.