Preparación de un Adhesivo Sensible a la Presión (PSA) con la Incorporación de Nanopartículas de ZnO. Estudio de sus Propiedades Fisicoquímicas y Antimicrobianas / Preparation of a Pressure Sensitive Adhesive (PSA) with the ZnO Nanoparticles Incorporation. Study of its Physicochemical and Antimicrobial Properties

Resumen Se describe el proceso para obtener un adhesivo sensible a la presión (PSA). Este PSA está formado por un copolímero de acrilato de 2-etilhexil (2-EHA) / metacrilato de metilo (MMA) en una relación 80:20 que se polimerizó mediante una técnica de polimerización en emulsión. Se añadieron nanopartículas de óxido de zinc (NPZnO) a este copolímero, que se sintetizaron previamente y se modificaron superficialmente con 3-aminopropil-3-toxisilano (APTES) y dimetilsulfóxido (DMSO) para mejorar su dispersión en la matriz de copolímero. Los nanocompuestos obtenidos se caracterizaron por espectroscopía infrarroja (FTIR), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y pruebas de adhesión al delaminado. Además, se determinó la actividad antimicrobiana contra S. aureus y S. pyogenes, así como la citotoxicidad en células humanas (HeLa). Los resultados demostraron que la adición de las nanopartículas de NPZnO al copolímero incrementa la temperatura de transición vítrea (Tg) así como las propiedades antimicrobianas del adhesivo mejorando a su vez su adhesión superficial. Con respecto al comportamiento adhesivo, el PSA con NPZnO sin modificar mostró una mayor resistencia al delaminado, esto quiere decir que las nanopartículas incrementan la fuerza cohesiva y proporcionan resistencia a temperaturas elevadas, lo cual sería beneficioso a su aplicación final. Finalmente, los resultados de citotoxicidad mostraron que la incorporación de NPZnO al PSA disminuye la viabilidad celular, sin embargo no se considera tóxico acorde a la norma ISO 10993 test for in vitro cytotoxicity.

Abstract The process for obtaining a pressure sensitive adhesive (PSA) is described. This PSA is formed by an acrylate copolymer of 2-ethylhexyl (2-EHA) / methyl methacrylate (MMA) in an 80:20 ratio which was polymerized by emulsion polymerization technique. Zinc oxide nanoparticles (NPZnO) were added to this copolymer, which were previously synthesized, and surface modified with 3-aminopropyltretoxysilane (APTES) and dimethyl sulfoxide (DMSO) to improve its dispersion in the copolymer matrix. The obtained nanocomposites were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and T-peel adhesion tests. In addition, the antimicrobial activity against S. aureus and S. pyogenes as well as the cytotoxicity in human cells (HeLa) were determined. The results demonstrated that the ZnO nanoparticles incorporation enhanced the glass transition temperature (Tg) and the antimicrobial activity of PSA copolymer as well as its surface adhesion. It was confirmed that NPZnO modification with APTES increased its antimicrobial activity. Regarding adhesive behavior, PSA with unmodified NPZnO showed a greater peel resistance. This indicates that these nanoparticles enhances the cohesive force and induces a better high temperature performance, which is beneficial for the final application. Finally, cytotoxicity results showed that the incorporation of NPZnO to PSA decreases the cell viability, however this PSA is not toxic according to the standard ISO 10993 test for in vitro cytotoxicity.