Desenvolvimento de hidrogéis nanoestruturados baseados em polissacarídeo e zeólita para aplicação em sistemas de liberação controlada

Abstract

The application of pesticides from hydrophilic polymer matrices can reduce damage to the environment and human health caused by their indiscriminate use. In this work, novel nanostructured hydrogels based on poly (acrylamide-co-methacrylic acid) PMAA-co-PAAm, carboxymethylcellulose (CMC) and zeolite with different compositions were synthesized. Swelling degree (Q) measurements of these materials were done using water and saline solutions as swelling media. Differently of others nanostructured hydrogels published in the literature, there was a tendency of the reduction in the Q value with increase in zeolite content. Besides, the hydrogel with high zeolite content suffered low significant reduction in the Q values compared to pure hydrogel when the swelling media was changed. Indicating the solution sorption capability of the zeolite. From Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), it was possible to identify possible interactions of the zeolite oxides groups with hydrophilic groups of the hydrogel matrix. In addition, the analysis of scanning electron microscopy (SEM) revealed an increase in pore size, and a change in the surface of the nanostructured hydrogel with 1,5% of zeolite when compared to pure hydrogel. Thermogravimetric analysis (TG) showed that the addition of zeolite in nanostructured hydrogels increased of the thermal stability of the polymeric matrices. Analysis of differential scanning calorimetry (DSC) showed that there was an increase in the enthalpy variation in thermal event related to evaporation of the water of hydration of the nanostructured hydrogel. This fact is attributed to the water accumulation into the zeolite cavities. Finally, the desorption analysis of the fertilizer showed that these hydrogels have promising properties of sorption and desorption of agrochemicals. Thus, these nanocomposites are potential candidates to be applied as carrier vehicles for controlled ...

A aplicação de agrotóxicos, por meio de matrizes poliméricas hidrofílicas, pode reduzir danos ao meio ambiente e a saúde humana, causados pelo uso indiscriminado destes. Neste trabalho, foram sintetizados novos hidrogéis nanoestruturados de poli(ácido metacrílico-co-acrilamida) PMAA-co-PAAm com carboximetilcelulose (CMC) e zeólita em diferentes formulações. Foram realizadas medidas do grau de intumescimento (Q) desses materiais em água e em diferentes meios salinos. Diferentemente de outros hidrogéis nanoestruturados encontrados na literatura, houve uma tendência à redução nos valores de Q com o aumento do teor da zeólita nos nanocompósitos. Além disso, o hidrogel com maior teor de zeólita, sofreu uma redução menos significativa no Q quando o meio foi alterado, em comparação ao hidrogel puro. Indicando a capacidade de sorção de solutos pelas zeólitas. A análise de espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) identificou possíveis interações dos grupamentos óxidos da zeólita com os grupamentos hidrofílicos da matriz dos hidrogéis. Pela análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) observou um aumento dos poros, e uma mudança na superfície do hidrogel nanoestruturado com 1,5% de zeólita em relação ao hidrogel puro. A análise termogravimétrica (TG) evidenciou que a adição de zeólita nos hidrogéis nanoestruturados aumentou a estabilidade térmica da matriz polimérica. A análise de calorimetria exploratória diferencial (DSC) mostrou que houve um aumento de variação de entalpia no evento térmico referente à evaporação da água de hidratação dos hidrogéis nanoestruturados. Isso se deve ao acúmulo de água nas cavidades das zeólitas. Por fim, a análise de dessorção do fertilizante mostrou que esses hidrogéis possuem propriedades promissoras de adsorção e dessorção de insumos agrícolas, sendo então...