Este trabalho descreve as propriedades biológicas in vitro de três redes epoxídicas à base do éter diglicidílico do glicerol (DGEG) curadas com poli(oxipropileno) diamina (D230), isoforona diamina (IPD) e 4,4'-diamino-3,3'-dimetil-diciclohexilmetano (3DCM). As interações biológicas entre os polímeros e o sangue foram estudadas por ensaios biológicos in vitro. Estudos de adsorção de proteínas, adesão de plaquetas, atividade do lactato desidrogenase (LDH) e propriedades de tromboresistência estão apresentados. Os ensaios de adsorção de proteínas na superfície dos polímeros mostrou que as redes epoxídicas adsorvem mais albumina do que fibrinogênio. Os resultados relacionados à adesão de plaquetas, atividade do lactato hidrogenase e propriedades de tromboresistência indicaram que as redes DGEG/IPD e DGEG/3DCM exibem comportamento hemocompatível. Desta maneira, assumimos que estes polímeros epoxídicos são materiais compatíveis com o sangue.

This work describes the in vitro biological properties of three epoxy networks based on diglycidyl ether of glycerol (DGEG) cured with poly(oxypropylene) diamine (D230), isophorone diamine (IPD) and 4,4'-diamino-3,3'-dimethyl-dicyclohexylmethano (3DCM). The biological interactions between epoxy polymers and blood were studied by in vitro assays. Studies of the protein adsorption, platelet adhesion, lactate dehydrogenase (LDH) activity and thromboresistance properties are presented. The protein adsorption assays onto polymeric surfaces showed that the epoxy networks adsorbed more albumin than fibrinogen. The results about platelet adhesion, lactate dehydrogenase (LDH) activity and thromboresistance properties indicated that the DGEG/IPD and DGEG/3DCM networks show hemocompatible behavior. In this way, we can assume that these epoxy polymers are blood compatible materials.

Este trabalho apresenta uma caracterização de sistemas epoxídicos a base do éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA), curado com dois co-monômeros do tipo amina cicloalifática - piperidina (Pip) e 4,4'-diamino-3,3'-dimetildiciclohexilmetano (3DCM) - antes e após a aplicação de irradiação com raios gama. Variações nas propriedades mecânicas e térmicas foram investigadas através de medidas do módulo elástico, da temperatura de transição vítrea e do perfil de degradação dos materiais. Foi possível observar que uma dose de irradiação de 50 kGy provoca variações sutis em propriedades como rigidez e estabilidade, que são relevantes do ponto de vista fundamental. Este trabalho permite afirmar que as variações de propriedades observadas não implicam em impacto negativo na utilização destes sistemas como biomaterial na área médica, considerando a etapa de esterilização por radiação de que são objeto.

Two epoxy polymers based on diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA), cured with piperidine (Pip) and 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane (3DCM), were characterized before and after treatment with γ irradiation. The changes in the mechanical and thermal properties were studied by elastic modulus, glass transition temperature and degradation temperature measurements. A dose of 50 kGy of irradiation caused subtle variations in properties such as rigidity and stability, which are relevant from the fundamental point of view. The variations do not imply on negative impact when considering the stage of sterilization during the use of these systems as a biomaterial in the medical area.

A caracterização termomecânica, assim como a durabilidade de juntas adesivas usando diferentes polímeros epoxídicos no estado vítreo foram analisadas. Os polímeros foram baseados no prepolímero do éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA) curado com diferentes aminas alifáticas. Análises termomecânicas no modo de torção foram realizadas para monitorar o fator de perda (tan δ), o módulo de armazenamento (G'), e o módulo de perda (G") em função da temperatura. Os ensaios de adesão foram realizados em uniões de simples sobreposição usando substrato de aço quando submetidas à ação da água a temperatura ambiente, e a 80 ºC, com o objetivo de avaliar a durabilidade das juntas adesivas a diferentes temperaturas. As análises termomecânicas evidenciaram diferenças significativas nos valores de tan δ, G' e G" em função da temperatura para as redes estudadas. As melhores propriedades adesivas são obtidas para uniões polímero-substrato que usam polímeros que apresentem estrutura de rede mais flexível. A durabilidade das juntas adesivas quando submetidas à ação da água causa menor prejuízo à formulação com piperidina. Este comportamento foi associado à baixa tendência de absorver água deste polímero, devido à homopolimerização dos grupos epóxi, que originam uma estrutura de rede com baixa concentração de grupos hidroxila.

The thermomechanical properties, as well as the durability of adhesive joints using different epoxy polymer in the vitreous state was analyzed. The epoxy polymers based on diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) cured with various aliphatic amines. Rheological tests were used to determine damping (tan δ = G"/G'). The adhesion tests were carried out in steel joints using single lap shear when submit to the action of the water, at ambient temperature and at 80 ºC, with the objective of evaluating the durability of the adhesive joints at different temperature. The best adhesive properties were obtained when exists high flexibility of chain between crosslink. The durability of the adhesive joints, when submitted to the action of the water cause smaller damage in the resistance adhesive to the polymer with piperidine. This behavior was associated to the low tendency of absorbing water of this polymer, due to the homopolimerization of the epoxy groups, what origin a network with low concentration of hydroxyl groups.

As propriedades mecânicas e adesivas de formulações à base do prepolímero do éter diglicidílico do bisfenol A curadas com várias aminas alifáticas foram avaliadas no estado vítreo. Ensaios de impacto do tipo Izod e compressão uniaxial foram usados para determinar a energia de impacto, o módulo de elasticidade e a tensão de escoamento. Ensaios de adesão usando substrato de aço para uniões de simples sobreposição, descascamento em T, e de impacto foram realizados. O melhor comportamento mecânico e adesivo dos polímeros foi obtido quando existe alta flexibilidade entre as cadeias e/ou alto módulo elástico. O sistema DGEBA/AEP mostrou as melhores propriedades adesivas, alta flexibilidade e maior energia de impacto nos ensaios mecânicos. No entanto, apresentou baixo modulo elástico e tensão de escoamento. Além disso, exibe incremento nos ensaios de adesão de descascamento em T e nas uniões de impacto, por outro lado, apresenta uma redução na resistência das uniões de simples sobreposição.

The mechanical and adhesive properties of epoxy formulations based on diglycidyl ether of bisphenol A cured with various aliphatic amines were evaluated in the glass state. Impact and uniaxial compression tests were used to determine the impact energy, elastic modulus and yield stress, respectively. The adhesion tests were carried out in steel-steel joints using single lap shear, T-peel and impact adhesive joints geometry. The better mechanical and adhesive behavior of the networks is obtained for highly flexible chains and/or a high elastic modulus. The 1-(2-aminoethyl)piperazine epoxy network presents the best adhesive properties, high flexibility, and the largest impact energy. However, it possesses low elastic modulus and yield stress. Also, it exhibits increased peel strength and impact energy with a reduction in the lap shear strength.

Este trabalho descreve as propriedades biológicas in vitro de três formulações epoxídicas usando o monômero do tipo éter diglicidílico do bisphenol-A (DGEBA) com três co-monômeros do tipo poliamina alifática de maneira independente; trietilenotetramina (TETA), 1-(2-aminoetil)piperazina (AEP) e isoforonodiamina (IPD). As interações biológicas entre os polímeros obtidos e o sangue foram estudadas in vitro utilizando quatro métodos biológicos diferentes. Estudos de adsorção protéica, adesão plaquetária, formação de trombos e citotoxicidade são apresentados e discutidos. Os ensaios de adsorção protéica mostraram que a superfície dos polímeros adsorve mais albumina humana do que fibrinogênio humano. Os resultados de adesão plaquetária e formação de trombos indicaram que os sistemas DGEBA-IPD e DGEBA-AEP exibem boa hemocompatibilidade. Os três polímeros epoxídicos não revelaram toxicidade com células de ovário de hamster chinês. Os resultados obtidos indicam que os polímeros epoxídicos baseados no IPD obedecem aos critérios de hemocompatibilidade e citotoxicidade exigidos de um biomaterial. Os polímeros epoxídicos baseados nas aminas AEP e TETA exibem apenas um comportamento não citotóxico.

In this paper the in vitro biological properties are presented for three epoxy networks based on diglycidyl ether of bisphenol-A epoxy prepolymer cured with aliphatic amines, namely triethylenetetramine (TETA), 1-(2-aminoethyl) piperazine (AEP) and isophoronediamine (IPD). The biological interactions between the fully-cured epoxy materials and blood were studied by in vitro methods. Research on the protein adsorption, platelet adhesion and thrombus formation is presented using a UV/VIS spectrometer and SEM analysis. Studies of protein adsorption onto polymeric surfaces showed that the three epoxy materials adsorbed more albumin than fibrinogen. Studies about platelet adhesion and thrombus formation of two epoxy polymers indicated that AEP and IPD network exhibits good hemocompatible behavior. The epoxy materials revealed no signs of cytotoxicity to Chinese hamster ovary cells, showing a satisfactory cytocompatibility. Therefore, the citotoxicity assays suggest that the three epoxy polymers are biocompatible materials.

The qualitative characterization of two commercial ethyneamines epoxide hardeners marketed by ACROS (U.S.A.) was carried out by using carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy. The products were triethylenetetramine (TETA) and tetraethylenepentamine (TEPA). TETA had four components, the most importante one being triethylenetetramine, an ethyleneamine of lineal structure, in a concentration of 60 mol%. Another component had ramified structure, while the other two exhibited recurrent structures of the piperazina type. TEPA had five components with similar structures. The major component was tetraethylenepentamine in an approximate concentration of 55 mol%. These results agree with the composition of similar products marketed by Dow Chemical Company, namely DEH 24 and DEH 26, respectively.

La caracterización cualitativa de dos agentes de curado comerciales de resinas epoxídicas del tipo etilenaminas comercializados por la ACROS (U.S.A.) fue realizada usando la espectroscopia de resonancia magnética nuclear de carbono-13. Los productos comerciales corresponden a la trietilentetramina (TETA) y a la tetraetilenpentamina (TEPA). El producto TETA presentó cuatro compuestos diferentes. El compuesto mayoritario correspondió a la trietilentetramina en una concentración de 60% molar que corresponde a una etilenamina de estructura linear. Los otros tres compuestos, uno de ellos mostró estructura ramificada, y los otros dos compuestos presentaron estructuras cíclicas del tipo piperazina. El producto TEPA mostró cinco compuestos con estructuras semejantes a las encontradas en el producto TETA. El compuesto mayoritario correspondió a la tetraetilenpentamina en una concentración aproximada de 55% molar. Los resultados encontrados en este trabajo están de acuerdo con la composición cualitativa de los productos semejantes comercializados por la Compañía Química Dow, productos DEH 24 y DEH 26, respectivamente.

In this work the adhesive properties of epoxy resins based on diglycidyl ether of bisphenol A have been evaluated. The epoxy resin was modified with butadiene and acrylic copolymers to obtain toughened adhesives. The aliphatic primary amines triethylenetetramine, N-(2-aminoethyl)piperazine and isophorone diamine were investigated as curing agents. The adhesive properties were investigated using the epoxy resins as independent systems as well as the modified resin. The adhesive properties of modified and unmodified epoxy resins were studied using steel alloy (ASTM A36) as adherent. The adherence has been evaluated using three geometric assays of steel-steel bonded joints. The rheological behavior of the adhesives was investigated under isothermal conditions. The rheological parameters associated with the curing reaction such as reaction rate, pot life and gel time of the pure adhesives were related to the chemical structure of the curing agents. The cloud point and the gel time of the modified adhesives were related to the morphology and the reaction rate, respectively. The morphology was characterized by scanning electronic microscopy. The adherence of the adhesive joints at different mechanical solicitations was related to the generated morphology by the dispersed phase of each modifier and the networks structures of the epoxy adhesives.

En este trabajo fueron evaluadas las propiedades adhesivas de la resina epoxídica del tipo éter diglicidílico del bisfenol A. La resina fue modificada con dos modificadores poliméricos, uno de ellos un copolímero derivado del butadieno, y el otro un copolímero acrílico con el propósito de aumentar la tenacidad de la resina. Tres aminas alifáticas primarias fueron utilizadas como agentes de curado, trietilentetramina, N-(2-aminoetil)piperazina e isoforondiamina. Las propiedades adhesivas fueron investigadas usando la resina pura, así como la resina modificada. Las propiedades adhesivas de la resina modificada y pura fueron estudiadas usando como adherente una aleación de acero (ASTM A36). La adherencia fue evaluada por ensayos de adhesión usando tres geometrías de uniones adhesivas de acero-acero. El comportamiento reológico de los adhesivos fue investigado en condiciones isotérmicas. Los parámetros reológicos relacionados con la reacción de polimerización tales como velocidad de reacción, tiempo de manipulación, y tiempo de gelación de los adhesivos puros fueron relacionados con la estructura química del agente de curado. El tiempo de separación de fases, y de gelación de los adhesivos modificados fue relacionado con la morfología generada, y con la velocidad de la reacción, respectivamente. La morfología fue caracterizada por microscopia electrónica de barrido. La adherencia de las uniones adhesivas sometidas a las diferentes solicitaciones mecánicas fue relacionada a la morfología generada por la fase dispersa de cada modificador, y con las estructuras de redes de los adhesivos.

O comportamento da separação de fases e da gelificação do sistema epoxídico, constituído pelo éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA) e a piperidina, modificado com poli(metacrilato de metila) (PMMA), foi estudado na faixa de temperatura de 60 °C - 120 °C. A concentração de PMMA e a temperatura de cura causam mudanças significativas na morfologia gerada. A massa molecular de PMMA provoca ligeiras mudanças para a observação da separação de fases e não afeta a velocidade da reação. O sistema modificado com PMMA mostra o efeito de retardação cinético e a velocidade de separação de fases é maior que a velocidade de polimerização.

The phase separation and gelification behavior of epoxy system based on diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) and piperidine modified with poly(methyl methacrylate) (PMMA) were studied in the range between 60 °C and 120 °C. The morphology is influenced by the PMMA content in the blend and also by the cure temperature. The molecular weight of PMMA provokes slight changes on cloud point and does not affect the reaction rate. The systems modified by PMMA exhibited kinetic retardation effect but the cloud point rate was higher than the polymerization rate.

The curing reaction of diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) and diethylentriamine (DETA) system was studied by differential scanning calorimetry (DSC). Different kinetics expressions were found by isothermal and dynamic experiments that they justify mechanism changes with the temperature. The reaction follows a second order kinetics and has activation energy of 90 kJ mol-1 at high temperatures (non-catalytic mechanism). The kinetics of the reactions at low temperatures manifested the existence of two competitive mechanisms, the constants rate were determined at 60 and 70°C and has activation energy in the range of 56.9 to 63.0 kJ mol-1 that is in perfect agreement with the reported to low temperatures (autocatalytic mechanism ).

La reacción de curado del sistema compuesto por el éter diglicidílico del bisfenol-A (DGEBA) y la dietilentriamina (DETA) fue estudiada por calorimetría diferencial de barrido (DSC). Diferentes expresiones cinéticas fueron encontradas por experimentos isotérmicos y dinámicos las que justifican cambios mecanísticos con la temperatura de cura. La cinética de la reacción cumple un segundo orden cinético con una energía de activación de 90 kJ mol-1 a altas temperaturas (mecanismo no catalítico). La cinética de la reacción a bajas temperaturas manifestó la existencia de dos mecanismos competitivos, se determinaron las constantes de velocidades de reacción a 60 y 70ºC y se encontró una energía de activación en el rango de 56.9 a 63.0 kJ mol¹, que está en perfecto acuerdo con la reportada a bajas temperaturas (mecanismo autocatalítico). También se muestra el diagrama de fases del sistema.