Estabilização radiolítica do polímero biodegradável poli (hidroxibutirato) (PHB)

Abstract

O poli(hidroxibutirato), PHB, é um poliéster termoplástico sintetizado por vários tipos de bactérias. O PHB é de especial interesse na fabricação de utensílios médicos esterilizáveis por radiação gama, devido às características extraordinárias como sua grande biocompatibilidade e biodegradabilidade. Entretanto, radiação ionizante causa cisões na cadeia principal do PHB, reduzindo sua massa molecular. Destarte, o escopo deste estudo foi investigar a estabilização radiolítica na estrutura e propriedades do PHB nacional, por meio de aditivos comerciais utilizados na estabilização foto e termo-oxidativa de polímeros convencionais. Inicialmente, foram preparados filmes contendo cinco aditivos diferentes, na concentração de 0,5% da massa total do sistema polimérico. Os filmes foram irradiados com dose de 25 kGy e as mudanças na massa molecular viscosimétrica média (Mv) foram analisadas para a seleção do melhor aditivo. Dentre os aditivos testados, um designado aditivo E, do tipo antioxidante, proporcionou uma ótima radio-estabilização. O estabilizante escolhido foi estudado com mais detalhes. Novas amostras de filmes poliméricos foram preparadas com o aditivo E, cujas concentrações (%m/m) foram 0,3; 0,5; 0,7 e 1,0. Neste caso, os filmes foram submetidos a doses de irradiação que variaram de 15 a 50 kGy. Análises viscosimétricas foram realizadas com o propósito de avaliar cisões na cadeia principal induzidas pela radiação. O valor G (cisões/100 eV de energia transferida ao sistema) também foi obtido por técnica de viscosidade. O aditivo E, na concentração de 0,5% (m/m), promoveu uma redução no valor G de 8,6 para 1,5 no intervalo de dose de 0-35 kGy. As demais análises foram todas realizadas com filmes de PHB contendo o aditivo E na concentração de 0,5% (m/m). Análises espectroscópicas (FT-IR, RMN (1H)) mostraram que o aditivo E não modifica a estrutura do PHB. A análise de difração de raios-X mostrou que o aditivo E não influencia na cristalinidade do PHB. Também foi verificado que o grau de cristalinidade dos filmes permaneceu praticamente constante com a irradiação gama. Foi constatado por meio do teste de biodegradação aeróbia que o aditivo E reduz a biodegradabilidade dos filmes de PHB. Provavelmente, a presença do aditivo no sistema polimérico inibiu o metabolismo microbiano