Produção de filtros biodegradáveis de poli (ácido lático) para máscaras de proteção via técnica de fiação por sopro de solução

Abstract

Diante das limitações das máscaras de proteção, no que se refere a proteção aos usuários e ao potencial dano ambiental gerado pelo descarte dos polímeros usados atualmente na produção das mesmas, houve a crescente necessidade de busca por diferentes materiais, técnicas e metodologias de produção de fibras e, consequentemente, da produção da manta filtrante.O objetivo deste projeto foi produzir um não-tecido de poli (ácido láctico) (PLA) pela técnica de fiação por sopro de solução (FSS) para produção de filtros biodegradáveis utilizados em máscaras de proteção. Foi utilizado o polímero biodegradável poli (ácido láctico) e solvente clorofórmio no preparo das soluções poliméricas. Foram testadas 18 diferentes combinações de concentração da solução polimérica (5, 8, e 10%), taxas de injeção da solução (3 e 4 mL/h), pressão de ar comprimido (20, 40 e 60 Psi). Foi selecionado os melhores parâmetros para produção dos véus. Para caracterizar os véus fiados foram realizadas análises morfológicas, via microscopia eletrônica de varredura, do material produzido além de testes de permeabilidade ao vapor d?água e determinação in vitro da eficiência de filtração bacteriana para produção de sistemas de filtragem na ..configuração sanduíche SFS.Os resultados das análises microscópicas indicaram que o aumento da pressão de ar comprimido utilizado influenciou no diâmetro de fibra, promovendo sua redução. Nos testes de transmissão de vapor d?água, os sanduiches preparados com o filtro de PLA produzido por fiação a sopro de solução, utilizando 60 Psi de pressão de ar comprimido, teve as mesmas taxas de transmissão de vapor d?agua que a máscara comercial. Os resultados biológicos indicam que as amostras submetidas ao teste de retenção bacteriana não foram eficientes o suficiente para captar o microrganismo em sua estrutura porosa, assim como as máscaras comercias. Podemos concluir que as amostras produzidas com PLA via fiação por sopro de solução, utilizando uma pressão de sopro de ar comprimido de 60 Psi, não são consideravelmente diferentes das máscaras comerciais quanto a transmissão de vapor e filtragem bacteriana, uma vez que os resultados não apresentaram diferenças relevantes. Palavras-chave: Fiação por sopro de solução. Filtração. véus s de não-tecido. Poli (ácido lático).

Abstract: Given the limitations of protective masks, with regard to the protection of users and the potential environmental damage generated by the disposal of polymers currently used in their production, there was a growing need to search for different materials, techniques and methodologies for the production of fibers and, consequently, for the production of the filter nonwoven blanketThe objective of this project was to produce a nonwoven poly(lactic acid) (PLA) using the solution blow spinning (SBS) technique for the production of biodegradable filters used in protective masks. The biodegradable polymer poly(lactic acid) and chloroform solvent were used in the preparation of the polymer solutions. 18 different combinations of polymer solution concentration (5, 8, and 10%), solution injection rates (3 and 4 mL/h), and compressed air pressure (20, 40, and 60 Psi) were tested. The best parameters for fabric production were selected. Morphological analyses of the nonwoven were conducted using scanning electron microscopy, and tests for water vapor permeability and in vitro determination of bacterial filtration efficiency were carried out to produce sandwich-type filtration systems (SFS). The results of microscopic analyses indicated that the increase in compressed air pressure influenced the fiber diameter, leading to its reduction. In water vapor transmission tests, the sandwiches prepared with the PLA filter produced using solution blow spinning at 60 Psi of compressed air pressure exhibited similar water vapor transmission rates to those of commercial masks. The biological results suggest that the samples subjected to bacterial retention testing were not efficient enough to capture the microorganism within their porous structure, similar to commercial masks. In conclusion, the samples produced with PLA via solution blow spinning, using a compressed air blow pressure of 60 Psi, are not significantly different from commercial masks in terms of water vapor transmission and bacterial filtration. This is because the results did not show significant differences. Keywords: Filtration. Nonwoven. Solution blow spinning. Poly (lactic acid).