Espumas com memória de forma : estudo das suas propriedades e aplicações ligadas à saúde

Abstract

O presente trabalho propõe-se estudar e caracterizar as propriedades de uma espuma de memória de forma em poliuretano. As Espumas com memória de forma são materiais com capacidade de dupla forma, ou seja, têm a capacidade de memorizar uma forma permanente, quando manipulados em condições de temperatura e/ou esforço específico. Quando livres destas condições ou submetidos a outras condições externas, estes materiais de memória de forma retornam à sua forma original. Os polímeros com memória de forma são geralmente leves, têm uma alta capacidade de recuperação da forma, são fáceis de processar, e têm propriedades que podem ser adaptadas para uma variedade de aplicações (Cunha, et al., 2010) Os polímeros com memória de forma, como todos os polímeros, possuem duas fases de material. As duas fases - a fase vítrea e a fase de elástica - são separadas pela temperatura de transição vítrea Tg. Na fase vítrea, o material torna-se rígido e não pode ser facilmente deformado. Por outro lado, quando a temperatura for superior à temperatura de transição vítrea, o material entra na fase elástica ou de borracha e torna-se facilmente deformável. Nesta fase, o polímero de memória de forma pode ser facilmente deformado, mas a sua forma pode ser recuperada através de uma refrigeração específica ou por paragem de aplicação de uma força. (Whitley, 2007) Ultimamente uma série de aplicações médicas têm sido consideradas e investigadas para materiais de memória de forma com base em poliuretano, (Sokolowski, 2010) nomeadamente dispositivos como esponjas embólicas. (Sokolowski, et al., 2007) Também foi examinado o efeito de memória de forma em polímeros, em rede, com destino a aplicações biomédicas, mais propriamente, na área cardiovascular. (Prima, et al., 2010) Os polímeros de memória de forma da série dos poliuretanos podem ser usados em moldagem, envasamento, fundição, micro esferas e vários tipos de espuma. Estes podem ser moldados por métodos como a injeção, extrusão e sopro, semelhante aos plásticos convencionais. Podem ser feitos de qualquer cor, pois o poliuretano é transparente. (Gall, et al., 2005) Para além das espumas de memória de forma ativadas pela temperatura, existem outras que podem ser ativadas através de campos elétricos. (Hisaaki Tobushi, 2008) Ao longo deste trabalho, o estudo e caracterização das propriedades de uma espuma de memória de forma em particular irá ser realizado, recorrendo a diversos ensaios, nomeadamente termomecânicos, estudo do comportamento à compressão cíclica, mais conhecido por teste de fadiga, e do efeito da temperatura na espuma de memória de forma. Os resultados obtidos e a sua análise permitirão a proposta de possíveis aplicações para o material em estudo.

This paper proposes to study and characterize the properties of polyurethane shape memory foam. The shape memory foam material is capable of dual form, that is, have the ability to store permanently, when manipulated under conditions of temperature and / or special effort. When these free conditions or subjected to other external conditions, these shape memory material returns to its original shape. The shape memory polymers generally are lightweight, have a high resilience form, are easy to process, and have properties that can be tailored for a variety of applications. (Cunha, et al., 2010) Shape memory polymers, like all polymers, have two phases of material. The two phases - the glass phase and the rubber phase - are separated by the glass transition temperature Tg. At the stage glass, the material becomes rigid and not easily deformed. On the other hand, when the temperature exceeds Tg, the material enters the rubber phase and becomes easily deformable. In this phase, the shape memory polymer may be considerably deformed, but its shape may be recovered through a specific cooling or stop application of a force. (Whitley, 2007) Lately, a number of medical applications have been considered and studied for shape memory materials based on polyurethane, (Sokolowski, 2010) such as sponges embolic devices. (Sokolowski, et al., 2007) Was also examined the effect of shape memory polymer network destined for biomedical applications, more specifically, in the cardiovascular area. (Prima, et al., 2010) The shape memory polymers of polyurethane series may be used in molding, potting, casting, micro beads and various types of foam. These can be shaped by methods such as injection molding, extrusion and blow molding, similar to conventional plastics. They can be made of any color because the polyurethane is transparent. (Gall, et al., 2005) In addition to the shape memory foam activated by temperature, there are others that can be activated by electric fields. (Hisaaki Tobushi, 2008) Throughout this work, study and characterization of the properties of a shape memory foam will in particular be performed using a variety of assays, including thermo mechanical, to study the behavior cyclic compression, known per fatigue test, and the effect of temperature shape memory foam. The results and analysis will allow the proposal of possible applications for the material under study.