Titanium Dioxide and Polyethylmethacrylate electrospun nanofibers: assessing the technique parameters and morphological characterization / Nanofibras eletrofiadas de dióxido de titânio e polietilmetacrilato: avaliação dos parâmetros da técnica e caracterização morfológica

ABSTRACT

This work studied the synthetization and morphological characterization of Polyethylmethacrylate (PEMA) nanofibers (NFs) containing titanium dioxide (TiO2) produced by the electrospinning technique. The solution to produce the nanofibers was prepared by dissolving 2.5g PEMA in 6.75mL of 1.1.2.2- tetrachloroethane and 3.375mL of dimethylformamide (DMF), and 0.405g of TiO2 was added to the solution. The nanofiber production used different distances between the tip of the needle to the collector (10, 12 and 15 cm) and two flow rates (0.05 mLh-1 and 0.08 mLh-1) were employed, while the applied voltage was 17kV. The NF morphology was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Image J software. We used Fourier Infrared Spectroscopy (FTIR) and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) to evaluate the structural properties. All parameters were effective in the NF production, however it was shown that the distance of 12 cm produced the best NFs. The mean diameters showed no statistically significant difference between the samples. The FTIR analysis showed characteristic peaks of PEMA and TiO2 . It was concluded that the employed method was efficient for NF production containing PEMA and TiO2 , and the morphological characteristics of the NFs were influenced by the voltage and distance. (AU)

RESUMO

O presente trabalho estudou a sintetização e a caracterização morfologica de nanofibras (NFs) de polietilmetacrilato (PEMA) contendo dióxido de titânio (TiO2) produzidas pela técnica da eletrofiação. A solução para o preparo das nanofibras utilizou 2,5 g de PEMA dissolvidos em 6,75 mL de 1,1,2,2 - tetracloroetano (TCE) e 3,337 mL de dimetilformamida (DMF), em sequência foi adicionado 0, 405g de TiO2 à solução. Para eletrofiação, o equipamento foi constituído por uma fonte de alta tensão, uma seringa plástica com agulha de ponta reta e as NFs obtidas foram coletadas em anteparo metálico a 10, 12 e 15 cm de distância da ponta da agulha. A tensão aplicada foi de 17 kV e o fluxo de ejecção variou de 0.05 mLh-1 e 0.08 mLh1. O diâmetro e a morfologia das NFs foram avaliados por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e pelo software Image J. A Espectroscopia por Transformada de Fourier (FTIR) e a Spectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDS) avaliaram as propriedades estruturais. A análise morfológica das micrografias mostrou que a distância de 12cm da ponta da agulha até o coletor produziu as melhores NFs. O FTIR demonstrou picos característicos de PEMA e TiO2 . Diante dos resultados obtidos podemos concluir que o método empregado foi eficiente para a produção de NFs contendo PEMA e TiO2 e a variação da tensão e distancia influenciaram na morfologias das NFs.(AU)