Obtenção de géis eletroativos a partir de polipirrol e pectina cítrica

Abstract

Resumo: Neste trabalho foram preparados hidrogéis a partir de pectina cítrica e polipirrol (PPy). Foram estudas comparativamente a pectina bruta (PND) e dialisada (PD). A caracterização das amostras revelou diferenças em sua massa molar média, polidispersividade, teor protéico e grau de metoxilação. A amostra PD é mais metoxilada, menos polidispersa, tem maior massa molar média e teor proteico. Em consequência, as propriedades em solução são diferentes, sendo que a PD é mais viscosa. Tanto a PND quanto a PD foram empregadas como agente de estabilização na síntese de polipirrol em meio aquoso. A formação do polipirrol foi acompanhada por UV-Vis pelo crescimento da intensidade das bandas em 450 e 800 nm. O potencial zeta das partículas de PPy estabilizadas por PND (PND-PPy) e por PD (PD-PPy) é negativo (– 25 mV), justificando a estabilidade das dispersões, por no mínimo um mês. A partir das amostras PND-PPy e PD-PPy, foram preparados hidrogéis, por reticulação da matriz péctica com CaCl2. Géis preparados na ausência de PPy foram também estudados comparativamente. Por espectroscopia Raman, evidenciou-se que o PPy encontra-se mais oxidado na presença de PND em comparação à PD. Ainda, as propriedades de perda de água (sinerese) a 25 ?C e 1?C demonstraram o melhor desempenho dos géis empregando PND e na presença de PPy. Quando imersos em fluido de pH simulado gástrico (FSG, pH 1,2) e intestinal (FSI, pH 6,8), os géis na presença de PPy intumesceram até 25% da sua massa em pH 1,2 e perderam completamente sua integridade física em pH 6,8. As caracterizações eletroquímicas por voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram que os hidrogéis formados a partir de pectina e polipirrol são eletroativos e condutores. Visando futuras aplicações, o sistema que apresentou a melhor combinação de propriedades foi o obtido com pectina cítrica dialisada e polipirrol (PND-PPy).

Abstract: Hydrogels were prepared from citric pectin and polypyrrole (PPy). Raw pectin (PND) and dialysed pectin (PD) were comparatively studied. The characterization of both samples revealed differences in their molar weight, polydispersity, protein content and methoxylation degree. The sample PD has a higher methoxylation degree, is less polydisperse, has a higher molar weight and protein content. As a consequence, the solution properties of both samples differ, being the PD the more viscous. Both PND and PD were employed as stabilizers during the synthesis of polypyrrole in aqueous medium. The formation of PPy was accompanied through UV-Vis by the increase in the intensity of the bands at 450 and 800 nm. Zeta potential of the as-formed particles, stabilized by either PND (PND-PPy) or PD (PD-PPy) resulted negative (- 25 mV), explaining the high stability of the dispersions for at least one month. The dispersions, PND-PPy and PD-PPy, were used to prepare hydrogels by crosslinking with CaCl2. For comparative purposes, gels in the absence of PPy were also prepared. By Raman spectroscopy it was evidenced that PPy are more oxidized in the presence of PND, when compared to PD. Also, the loss of water behavior (syneresis) at 1 „aC and 25 „aC demonstrated that the better results were obtained with PD in the presence of PPy. When immersed in simulated gastric (FSG, pH 1.2) and intestinal (FSI, pH 6.8) pHs, the hydrogels prepared with PPy have swollen up to 25 wt% in pH 1.2 and have completely lost their physical integrity at pH 6.8. The electrochemical characterization by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy showed that hydrogels formed from pectin and polypyrrole are electroactive and present conductivity. Prospecting future applications, the system that presented the better combination of properties was PND-PPy.