Síntese de tintas acrílicas à base de água : encapsulamento de óleos essenciais com atividade antifúngica e látex com alto teor de sólido

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2019.Esta tese contribui para o estudo dos processos de polimerização em meio heterogêneo, suspensão e emulsão, visando à síntese de materiais de revestimento à base de água, como tintas e esmaltes. Tem como objetivo inicial encapsular óleos essenciais com atividade antifúngica para prevenir a proliferação de fungos durante o período de armazenamento do material. A atividade antifúngica dos óleos essenciais de Calendula officinalis e Romarinus officinalis para fungos da espécie Candida foi avaliada, sendo observado que o óleo essencial de Romarinus officinalis apresenta maior atividade antifúngica em relação ao primeiro. Em seguida, o óleo essencial de Romarinus officinalis foi encapsulado pelo processo de polimerização em suspensão com eficiência acima de 80%. Os testes de avaliação da atividade antifúngica dos polímeros mostrou que os materiais encapsulados apresentam atividade antifúngica com concentrações mínimas inibitórias menores que a do óleo essencial livre e os testes de citotoxicidade revelam que estes materiais não apresentam toxicidade para linhagens de células de fibroblasto e queratinócitos humanos (FIBRO e HaCat). Pensando na aplicação proposta para o material é interessante obter materiais com elevado teor de sólido, acima de 60%vol, pois reduz o tempo de secagem e os custos com transporte e estocagem. Assim, em uma etapa seguinte foi avaliada a síntese de látices bimodais com elevado teor de sólidos pelo processo de polimerização em emulsão. A população de partículas grandes, foi obtida em processo em batelada, onde as sementes de partículas foram criadas, seguido de um processo em semi-batelada para concentração do látex até o teor de sólido entre 55 e 60%vol. Via polimerização RAFT foi criada a população de partículas pequenas pelo auto-ordenamento das cadeias poliméricas em bloco, constituídas por um bloco hidrofílico à base de ácido metacrílico e outro hidrofóbico à base de estireno. Em um segundo momento, uma pré-emulsão preparada a partir do látex de partículas pequenas e uma mistura de monômeros e tensioativos foi adicionada ao látex de partículas grandes para obtenção do látex bipopular. Foi observada a redução da vicosidade de 0,35 Pa.s para 0,15 Pa.s quando comparados um látex monomodal e outro bimodal com o mesmo teor de sólido (60%).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).This thesis contributes to the study of polymerization processes in heterogeneous media, suspension and emulsion, intended for the synthesis of water-based coating materials, such as paints and enamels. The initial goal was to encapsulate essential oils with antifungal activity to prevent the proliferation of fungi during the storage period of the material. The antifungal activity of the essential oils of Calendula officinalis and Romarinus officinalis for fungi of the Candida species was evaluated. It was observed that the essential oil of Romarinus officinalis has a higher antifungal activity compared to the first one. Then, the essential oil of Romarinus officinalis was encapsulated by the suspension polymerization process with efficiency above 80%. Testing of antifungal activity of the polymers showed that encapsulated materials exhibit antifungal activity with lower inhibitory concentrations lower than that of free essential oil and the cytotoxicity tests reveal that these materials do not show toxicity fibroblast cell lines (FIBRO) and human keratinocytes (HaCat). Considering the proposed application for the material, it is interesting to obtain materials with a high solids content, above 60%vol, as it reduces the drying time and transport and storage costs. In a subsequent step, the synthesis of bimodal latex with a high solids content was carried out by the emulsion polymerization process. The population of large particles was obtained in a batch process, where the seed particles were created, followed by a semi-batch process for the concentration of the latex to the solid content between 55 and 60%vol. Via the RAFT polymerization, the population of small particles was created by self-ordering the block polymer chains, consisting of a hydrophilic block based on methacrylic acid and another hydrophobic block based on styrene. In a second step, a pre-emulsion prepared from the latex of small particles and a mixture of monomers and surfactants was added to the latex of large particles to obtain the bipopular latex. It was observed the reduction of vicosity from 0.35 Pa.s to 0.15 Pa.s when compared to a monomodal latex and another bimodal with the same solid content (60%)