OTIMIZAÇÃO DO DIÂMETRO DE NANOFIBRAS DE POLICAPROLACTONA OBTIDAS PELO MÉTODO SOLUTION BLOW SPINNING PARA DESENVOLVIMENTO DE MEMBRANAS POROSAS

Thiago Maia Martins; Marcel Guimaraes Martins; Paulo Henrique de Souza Picciani; Arthur Henrique Vidigal de Miranda

Título do Trabalho

Autores

Thiago Maia Martins
Marcel Guimaraes Martins
Paulo Henrique de Souza Picciani
Arthur Henrique Vidigal de Miranda

Modalidade

Resumo

Área temática

Biotecnologia

Data de Publicação

10/02/2025

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/conbrapa2024/954923-otimizacao-do-diametro-de-nanofibras-de-policaprolactona-obtidas-pelo-metodo-solution-blow-spinning-para-desenvol

ISBN

978-65-272-1163-1

Palavras-Chave

Solution Blow spinning; policaprolactona; trifluoroetanol; planejamento fatorial completo; diâmetro de fibra; pressão de ar; concentração de polímero; análise estatística.

Resumo

Este estudo investigou a variação no diâmetro das nanofibras produzidas pelo processo de Solution Blow Spinning (SBS), utilizando uma solução de policaprolactona (PCL) em 2,2,2-trifluoroetanol (TFE), com diferentes concentrações e níveis de pressão. A influência dessas variáveis foi avaliada por meio de um planejamento experimental fatorial completo a 3 níveis. O planejamento fatorial completo 3² foi aplicado, com as variáveis independentes, sendo a pressão do ar entre 30 e 50 psi, e a concentração de PCL entre 7,5% e 12,5% (da massa de polímero em relação ao volume de solvente). As fibras foram obtidas pela técnica de SBS, a morfologia da superfície das membranas foi avaliada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), com magnificação de 10 kx. As medições do diâmetro das fibras foram realizadas por tratamento das micrografias no software SizeMeter (n = 200). A análise estatística foi realizada no software STATISTICA 12 (StatSoft), para avaliar o efeito da pressão e da concentração sobre o diâmetro da fibra. Os dados experimentais foram ajustados a um modelo matemático empírico, considerando efeitos individuais e sinérgicos de primeira e segunda ordem, sendo admitido como modelo final aquele com todos os parâmetros significativos. A análise da correlação entre as variáveis de entrada (pressão e concentração de PCL) e saída (diâmetro da fibra) indicou uma correlação significativa apenas da concentração de PCL com o diâmetro das fibras (0,74 com p < 0,05). Ao considerar os efeitos quadráticos no modelo empírico, verificou-se que ambas as variáveis manipuladas afetam significativamente o calibre das fibras obtidas. O efeito mais pronunciado foi o da concentração de PCL, de forma linear e individual, enquanto o efeito da pressão foi significativo de forma quadrática positiva. A faixa de diâmetro das fibras obtida variou de 171,5 ± 30,8 nm até 362,1 ± 25,2 nm, sendo fibra de menor calibre formada na condição -1, 0 (40 psi e 7,5% de PCL) e a de maior na condição +1, +1 (50 psi e 12,5% de PCL). Analisando a superfície de resposta, associada ao modelo final ao qual os dados experimentais foram ajustados, nota-se que o efeito da pressão é mais pronunciado em condições de baixa concentração do polímero. Nesse regime, pressões elevadas intensificam o estiramento da gota, arrastando mais material e gerando fibras grossas. Em pressões baixas, o estiramento é insuficiente, também resultando em fibras maiores devido à menor força de tração. A pressão intermediária equilibra o estiramento, formando fibras mais finas. Em concentrações mais altas, a variação na pressão se torna insignificante, e o diâmetro aumenta de forma linear com a concentração. Através da análise estatística, foi possível otimizar o diâmetro das fibras ajustando a pressão e concentração de polímero para obtenção de fios de menores calibres. Pressões intermediárias resultaram em fibras menores, quando adotadas concentrações mais baixas dentro da faixa experimental empregada. Essas descobertas oferecem uma base sólida para a produção de membranas porosas com controle de diâmetro mais adequadas para aplicações em curativos e/ou filtragem.

Título do Evento: 3ª Conferência Brasileira de Planejamento Experimental e Análise de Dados
Título dos Anais do Evento: Anais da 3ª Conferência Brasileira de Planejamento Experimental e Análise de Dados
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

MARTINS, Thiago Maia et al.. OTIMIZAÇÃO DO DIÂMETRO DE NANOFIBRAS DE POLICAPROLACTONA OBTIDAS PELO MÉTODO SOLUTION BLOW SPINNING PARA DESENVOLVIMENTO DE MEMBRANAS POROSAS.. In: Anais da 3ª Conferência Brasileira de Planejamento Experimental e Análise de Dados. Anais...Rio de Janeiro(RJ) Rio de Janeiro, 2025. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/conbrapa2024/954923-OTIMIZACAO-DO-DIAMETRO-DE-NANOFIBRAS-DE-POLICAPROLACTONA-OBTIDAS-PELO-METODO-SOLUTION-BLOW-SPINNING-PARA-DESENVOL. Acesso em: 10/07/2025