This study assessed the effects of volume concentration (0.3%, 0.6%, 1.2%, and 12% v/v) and type of polymer flocculant (acrylamide, chitosan, and purified and non-purified acrylamide grafted chitosan) on the flocculation mechanism of kaolinite-rich mining tailings samples. We measured the flocculated samples’ transmittance using UV-VIS spectrometry to check for particles in the supernatant medium in order to verify the flocculation efficiency. It was observed that flocculation directly depends on the pH of the medium, the isoelectric point of the kaolinite, and the polymer chains’ molecular mass. The concentration of H+ and OH- ions is responsible for producing charges of different electrical nature on the particles present in the suspension, thereby affecting the flocculation process. In the acrylamide samples, the aggregation of particles occurs by electrostatic interaction; and in the other samples by bridging, suggesting that the chains’ molecular mass interferes in the coagulation and flocculation mechanisms. Moreover, the results of absorbance measurements and flocs’ apparent density highlight that the grafting of acrylamide on the chitosan chain may improve the kaolin waste flocculation. For flocculant concentrations of up to 1.2% (v/v), the absorbances were mostly below 1.0, indicating removal of suspended materials.

In recent years, the increase in the generation of waste (e.g., bones and skin) from the processing of fish-based food related to the increase in fish consumption and the accumulation of synthetic polymers in the environment are causing major environmental concerns. Hydroxyapatite (HA) extracted from the bones and collagen from the skin of fish processing residues can be combined with synthetic polymers to maximize the use of waste material derived from fish while simultaneously reducing the use of synthetic polymers. Hence, in this study, collagen and HA were extracted from the carcasses of Lophiosilurus alexandri, and the obtained materials were reused to prepare low-density polyethylene (LDPE) blends and composites. The integrity of the triple helix structure of collagen was confirmed by FTIR and DSC showing that there was no collagen denaturation during its extraction and sample processing. The results indicated that the material produced by the incorporation of collagen into LDPE compatibilized with polyethylene-graft-maleic anhydride exhibits good mechanical and surface properties for use as a support material for ornamental articles, among other applications.

Materials based on a mixture of poly(vinylidene fluoride) (PVDF), poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) and LiClO4 were produced to evaluate their ionic behavior and morphological structure to determine if they can be used as an electrolyte in electrical devices. FTIR chemical analysis results indicated the presence of interactions between PVDF, PHEMA and LiClO4. MDSC results showed that the transition temperatures of the polymers shifted to higher temperatures for systems containing high concentrations of each polymer. SEM images indicated that there was some miscibility between the polymers especially for the 25 and 75 wt. % compositions. In terms of the electrical performance, the ionic conductivity level of the electrolyte could be controlled by changing the composition of the system.

Mantas não tecidas de nanofibras de três polímeros biodegradáveis poli(ácido láctico), PDLLA, poli(Ε-caprolactona), PCL, e poli(butileno adipato-co-tereftalato), PBAT e seus nanocompósitos com uma nanoargila montmorilonita (MMT) foram produzidas por eletrofiação. A morfologia, o comportamento térmico e a estrutura interna das nanofibras foram analisados por microscopia eletrônica de varredura e transmissão, calorimetria diferencial de varredura e difração de raios X, respectivamente. Observou-se que as nanofibras dos nanocompósitos possuíam diâmetros menores do que os correspondentes polímeros puros e que as nanofibras de PBAT puro e de PBAT/MMT apresentavam a menor cristalinidade de todas as mantas. A viabilidade celular de todas as nanofibras foi analisada pela técnica de redução do sal de tetrazolium pelo complexo enzimático piruvato desidrogenase presente na matriz de mitocôndrias (teste MTT). Os resultados mostraram que nenhuma manta nanofibrílica apresentou toxicidade às células e que as nanofibras de PBAT puro e seu nanocompósito propiciaram ainda um ambiente mais favorável ao desenvolvimento celular de fibroblastos de cardiomiócitos do que as condições oferecidas pelo controles, provavelmente por apresentarem menores diâmetros e baixa cristalinidade em relação às demais nanofibras. Estes resultados mostram o potencial de uso destas mantas nanofibrílicas como suportes de crescimento celular.

Non-woven mats of nanofibers of three biodegradable polymers, viz. poly(lactic acid), PDLLA, poly(Ε-caprolactone), PCL, and poly(butylene adipate-co-terephthalate), PBAT, and their nanocomposites with montmorillonite nanoclay (MMT) were produced by electrospinning. The morphology, thermal behavior and internal structure of the nanofibers were analyzed by scanning and transmission electron microscopy, differential scanning calorimetry and wide angle X-ray diffraction, respectively. The nanofibers of the nanocomposites had lower diameters than the nanofibers of the corresponding neat polymers, while the nanofibers from PBAT and PBAT/MMT were the least crystalline. The cell viability of all the nanofibers was analyzed by reduction of the tetrazolium salt by the pyruvate dehydrogenase enzymatic complex present in the mitochondria (MTT test). None of the nanofibers was toxic to the cells and the PBAT and PBAT/MMT nanofibers exhibited a more favorable environment for developing fibroblasts from cardiomyocytes than the control, probably due to their low crystallinity. These results demonstrated the potential use of nanofibers´ mats as scaffolds for cell growth.

Os polímeros representam uma das classes de materiais mais versáteis disponíveis para aplicações em diversas áreas, inclusive a farmacêutica. Polímeros naturais, naturais modificados e sintéticos são empregados como excipientes farmacêuticos para a formulação de cosméticos e medicamentos de liberação convencional e de liberação modificada. Nos dias atuais, polímeros são desenvolvidos para atuarem como moduladores e direcionadores da liberação de fármacos em sítios específicos no organismo. Polímeros biodegradáveis, bioadesivos, biomiméticos e hidrogéis responsivos têm sido amplamente incluídos em formulações farmacêuticas. Os avanços na idealização de novos Sistemas de Liberação de Fármacos somente são e serão permitidos a partir do desenvolvimento de polímeros projetados especificamente para a área farmacêutica. Neste sentido, o presente artigo visa a revisar e apresentar informações sobre o uso de polímeros em aplicações farmacêuticas que poderão ser úteis no planejamento de novos sistemas com desempenhos superiores.

Polymers are very versatile for a series of applications including pharmaceutical applications. Natural polymers, modified natural polymers and synthetic polymers are employed as excipients in the manufacture of cosmetics and systems for conventional and modified delivery of drugs. More recently, polymers have been developed to be able to modulate and deliver drugs to target places. Biodegradable polymers, bioadhesives, biomimetic materials and responsive hydrogels have been included in pharmaceutical formulations. The advances in the concept of new drug delivery systems will only be possible with the development of polymers specifically designed for the pharmaceutical field. Therefore, this manuscript intends to review and report information regarding the use of polymers in pharmaceutical applications that can be useful in designing new systems with improved performance.

Polyurethanes (PUs) have been considered good candidates to be used in biomedical temporary devices that require mechanical properties comparable to soft tissues. However, toxicity of some PUs is still a concern, since these polyurethanes can contain potential toxic components and residual organic solvents derived from their synthesis. In this work, in vitro tests to measure viability and proliferation of human mesenchymal stem cells (hMSCs) in contact with PUs with tunable biodegradability were performed by employing MTT, alkaline phosphatase and collagen secretion assays. PUs were produced in an aqueous environment by employing isophorone diisocyanate/hydrazine (hard segment) and poly(caprolactone diol)/2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid (soft segment) as the main reagents. Three series of PUs having different soft segment contents were synthesized. These PUs had their chemical structure, morphology and hydrolytic degradation investigated. The rate of hydrolysis of the obtained PUs was tailored by modifying the soft segment content of the polymers. In vitro results showed that PUs can provide a satisfactory environment for the adhesion and proliferation of hMSCs.

Foi sintetizada uma dispersão aquosa de poliuretano (PUD) na qual o poli(propileno glicol) (PPG) foi utilizado como segmento flexível. O segmento rígido foi baseado nos reagentes isoforona diisocianato (IPDI) e a diamina hidrazina (HZ), produzindo um poli(uretano-uréia). A PUD assim obtida foi modificada com Na+-montmorilonita (Na+-MMT) para gerar nanocompósitos (CPUD’s) com 1, 3 e 5 % de argila. Neste processo, o aumento do espaçamento basal das camadas de silicato foi provocado pela água sem necessidade de qualquer tratamento químico da argila. De acordo com as curvas de difração de raios X (XRD), os nanocompósitos obtidos apresentaram partículas de argila intercaladas com o polímero, enquanto a técnica de espalhamento de raios X de baixo ângulo (SAXS) detectou evidências de uma esfoliação parcial da montmorilonita. A esfoliação incompleta das partículas de argila indica re-agregação dos nanocomponentes (inicialmente delaminados na dispersão aquosa) durante a formação do filme. O grau de ligações de hidrogênio, avaliado por espectroscopia no infravermelho (FTIR), foi usado para investigar o efeito da argila no processo de separação de microfases do poliuretano e indicou uma tendência de perturbação da estrutura dos domínios do poliuretano com a presença da argila. A PUD exibiu valores de resistência à tensão na ruptura e alongamento na ruptura na faixa de 30 MPa e 1400% respectivamente. A adição de 1% de argila na PUD promoveu aumentos no módulo e tensão na ruptura de cerca de 230 e 20% respectivamente em relação ao polímero puro, sem perda significativa do alongamento na ruptura.

Waterborne polyurethane (PUD) was synthesized by using poly(propylene glycol) (PPG) as soft segment. The hard segment was formed by extending isophorone diisocyanate (IPDI) with hydrazine (HZ) producing poly(urethane-urea). PUD was reinforced with Na+-montmorillonite (Na+-MMT) to yield nanocomposites (CPUD’s) with 1, 3 and 5% of clay. Water was used as swelling agent to make the basal space of silicate layers widen without any chemical treatment. According to XRD curves, the nanocomposites showed intercalation of the polymer with respect to the clay, while small angle X ray scattering (SAXS) results showed that some degree of clay exfoliation was present in the produced film. The incomplete exfoliation of the clay proved that a re-aggregation process of the nanocomponents (originally delaminated in the aqueous dispersion) had occurred during film formation. The degree of hydrogen bonding, evaluated by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), was used to investigate the effect of clay on the microphase separation of the polyurethane and indicated that the presence of the clay particles changed the structure of the polymer phase domains. PUD exhibited values of tensile strength and elongation at break about 30 MPa and 1400%, respectively. The incorporation of 1 weight % of MMT improved by 230 and 20% the modulus and strength on the polymer respectively, while keeping the elongation at break almost unchanged.

O uso de ardósia em construções tem frequentemente resultado na produção de uma grande quantidade de resíduos particulados que tem pequeno valor mercadológico e grande potencial de danificação do meio ambiente. Neste trabalho, partículas de ardósia foram testadas como agente de reforço em polipropileno. Polipropileno e partículas de ardósia foram misturados em um misturador em diferentes frações. Anidrido maleico foi também usado durante a mistura para induzir modificações no polipropileno que levassem a um aumento na interação entre os componentes. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura. Materiais contendo 5 e 10% de ardósia produziram amostras com características ópticas semelhantes à rocha original. As análises por FTIR e microscopia eletrônica de varredura sugeriram que as modificações químicas no polipropileno levaram a uma melhoria parcial das interações interfaciais entre as partículas de ardósia e o polímero. Propriedades mecânicas, avaliadas por meio de ensaios de resistência à tração, mostraram que a adição das partículas de ardósia não alterou significativamente a resistência mecânica do polipropileno. Assim sendo, a incorporação de partículas de ardósia em polipropileno surge como uma tecnologia potencial para a produção de sistemas com algumas propriedades mecânicas comparáveis ao polipropileno puro, baixo custo, propriedades ópticas próximas às da ardósia e habilidade de minimizar problemas ambientais decorrentes da presença de resíduos derivados de atividades industriais.

The use of slate rock in constructions often results in the production of large amount of residual powder that has very low economical value and can also damage the environment. In this work, slate powder was tested as a reinforcing agent for polypropylene. Polypropylene and slate powder were mixed in different ratios in a mixer. Maleic anhydride was also used during the mixing to induce chemical modification of polypropylene in order to improve interactions between the polymer and the inorganic powder. Samples were characterized by infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. Samples obtained by adding 5 and 10 wt. % of slate powder in polypropylene had optical properties close to those of commercial slate. FTIR and electron microscopy results suggested that chemical modification of polypropylene led to a partial improvement on the interfacial interactions between slate powder and the polymer. Mechanical properties evaluated by using tensile tests showed that the slate powder did not affect substantially the mechanical strength of polypropylene. Therefore, the incorporation of slate powder in polypropylene emerges as a potential technology for production of systems with some mechanical properties comparable to pure polypropylene, low cost, optical properties close to pure slate and ability to minimize environment problems caused by the presence of residual powder derived from industrial activities.

Biossensores têm a função de detectar e analisar tanto quantitativa como qualitativamente a presença de uma certa molécula em um determinado meio, isto com resposta em tempo real e sem etapas intermediárias de processo. Para isso, o biossensor possui sempre em seu conjunto um sistema de reconhecimento biológico que o diferencia de qualquer outro tipo de sensor. O objetivo deste trabalho foi desenvolver hidrogéis condutores a partir da combinação de polianilina com hidrogel poli(metacrilato de hidroxietila) e avaliar alguns aspectos associados à possível utilização deste como base de um biossensor capaz de detectar a presença de frações tóxicas do antígeno do veneno do escorpião Tytius Serrulatus. Hidrogéis condutores foram sintetizados a partir da mistura, em diferentes proporções, de polianilina e poli(metacrilato de hidroxietila) em um solvente comum. A condutividade elétrica (método de quatro pontas), capacidade de inchamento e morfologia (microscopia eletrônica de varredura) foram avaliadas para blendas com diferentes composições. Antígenos relativos ao veneno do escorpião Tytius Serrulatus foram incorporados às blendas condutoras a partir do inchamento dos hidrogéis por soluções aquosas contendo as moléculas de interesse. A imobilização e bioatividade das biomacromoléculas nos hidrogéis foram constatadas através de ensaio imunoabsorvente ELISA cujos resultados foram avaliados por espectroscopia na região do ultravioleta-vísivel. Os resultados mostraram que a incorporação de baixos conteúdos de Pani (20% em massa) em hidrogéis de poli(metacrilato de hidroxietila) foi suficiente para a produção de materiais com elevada condutividade elétrica e grande capacidade de inchamento. Moléculas associadas ao veneno do escorpião Tytius Serrulatus foram imobilizadas com sucesso nos hidrogéis condutores e mantiveram suas capacidades funcionais.

Biosensors can detect and analyze quantitatively and qualitatively the presence of a given molecule in a specific environment. Biosensors always have a biological recognition system that distinguishes them from any other kind of sensor. The goals of this work were to develop conductive hydrogels from the combination of polyaniline and poly(hydroxyethyl methacrylate) and to evaluate some important aspects related to the possibility of using these materials as matrices in biosensors that would detect toxic fractions of antigens associated with the venom of the Tytius Serrulatus scorpion. Different conductive blends from poly(hydroxyethyl methacrylate) and polyaniline were produced by dissolving the polymers in a common solvent. The electrical conductivity, morphology and swelling ability were measured the four-probe measuring system, scanning electron microscopy and weight gain in water, respectively. Immobilization and bioactivity of molecules associated with the venom of the Tytius Serrulatus scorpion were evaluated by combining the ELISA immunoassay method and ultraviolet-visible spectroscopy. The results showed that even low concentrations of polyaniline led to high values of electrical conductivity and swelling. The biological tests indicated that the immobilization and bioactivity of the biomacromolecules associated with the venom of the Tytius Serrulatus scorpion were successfully achieved within the conductive hydrogel.

Nos últimos anos tem-se verificado uma acentuada desaceleração no desenvolvimento de novos homopolímeros, e nota-se um crescente interesse no estudo e desenvolvimento de processos que misturam os polímeros já existentes, dando origem às blendas poliméricas. Neste trabalho, blendas de poliestireno e policarbonato foram preparadas por extrusão em diferentes proporções. O processo de separação de fases foi estudado através da combinação de ferramentas analíticas como microscopias de infravermelho (micro-FTIR), óptica, eletrônica de varredura, e análise térmica. Resultados obtidos a partir das microscopias eletrônica e óptica permitiram definir as correlações entre morfologia e grau de estabilidade das fases do sistema. A composição e proporção relativas das fases das blendas foram determinadas usando microscopia de infravermelho. Tais resultados foram utilizados no cálculo do parâmetro de interação polímero-polímero de Flory-Huggins.

In the last decade, a progressive reduction on the development of new homopolymers could be observed, while processes, such as blending, that combine commercially available polymers were emphasized. In this work, polycarbonate-polystyrene blends were extruded in compositions from 0% to 100% of polycarbonate in weight. The phase separation process was studied by combining a series of analytical techniques such as scanning electron, optical and infrared microscopy (micro-FTIR). Electron and optical microscopy allowed the determination of a correlation between phase morphology and the degree of phase stability of the system. The composition of the phases and information on phase stability were determined by using micro-FTIR. The Flory-Huggins interaction parameter could also be calculated from the micro-FTIR data.

Várias biocerâmicas são capazes de se ligarem a tecidos vivos (bioatividade), no entanto apresentam propriedades mecânicas muito diferentes daquelas exibidas por tecidos naturais. Tal fato acaba por restringir o uso desses materiais em um mais extenso número de aplicações biomédicas. Compósitos de matriz polimérica reforçada com uma fase bioativa podem combinar o comportamento bioativo característico de algumas biocerâmicas com propriedades mecânicas próximas à de tecidos humanos. O presente trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar compósitos de matriz polimérica reforçada por partículas de vidro bioativo. Os compósitos foram produzidos a partir da polimerização em massa de metacrilato de metila na presença de partículas de vidro bioativo (vidro de silicato de cálcio, fósforo e sódio). Partículas de vidro foram adicionadas ao monômero em diversas concentrações para permitir a variação das propriedades mecânicas e da bioatividade desses compósitos. A bioatividade dos materiais produzidos foi avaliada através de testes in vitro realizados a 37ºC em uma solução simuladora do fluido humano por períodos de tempo de 0 hora a 30 dias. Em seguida, os compósitos submetidos aos testes in vitro foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho. O procedimento de síntese mostrou-se eficaz na produção de compósitos com diferentes frações volumétricas de partículas distribuídas homogeneamente pelo material. Os resultados dos testes in vitro revelaram a deposição de uma camada de hidroxiapatita carbonatada (HCA) na superfície dos materiais, comprovando a bioatividade dos compósitos. Foi ainda observado que a cinética de deposição da camada de HCA pode ser controlada pela fração volumétrica da fase bioativa.

Some bioceramics have the ability to bind to tissues but they show mechanical properties very different from the ones of natural tissues. This fact restricts the use of these materials in a wider range of applications. The goal of this research is to synthesize and characterize polymer matrices reinforced with bioactive glass particles that potentially can combine ability to bond to tissues (bioactivity), with mechanical properties comparable to damage tissues. The composites were produced by bulk polymerization of methyl methacrylate in the presence of bioactive glass particles and an initiator at 60ºC. Bioactive glass particles were added to the monomer in several concentrations to modify the mechanical properties and bioactivity of the composites. The bioactivity of the materials was evaluated by in vitro tests performed at 37ºC in a simulated body fluid for periods of time ranging from 1 hour to 30 days. The composites submitted to in vitro tests were characterized by infrared spectroscopy. The results revealed the deposition of a hidroxy-carbonate-apatite layer on the surface of the composites, confirming their bioactivity. It was also observed that the fraction of the bioactive phase in the composites can be used to control the overall kinetics of the bioactivity process.

Nesse trabalho, compósitos de matriz polimérica foram projetados para reproduzir duas importantes características dos vidros bioativos, que são responsáveis por capacitar a tais materiais se ligarem rapidamente ao tecido ósseo: (1) capacidade de prover íons, como os de cálcio e fosfato, ao ambiente vizinho; e (2) possuir uma estrutura de superfície ideal que favoreça uma rápida precipitação heterogênea de hidroxiapatita carbonatada (HCA). Este novo compósito foi preparado através da incorporação de partículas de vidro bioativo numa matriz polimérica. O teste in vitro de bioatividade foi realizado através da introdução das amostras em soluções-tampão, assim como em soluções simuladoras dos fluidos orgânicos. Espectroscopia no infravermelho foi usada para avaliar a cinética de precipitação da HCA. Os resultados mostraram que os compósitos desenvolvidos podem suprir íons em taxas e concentrações comparáveis ou superiores às de vidros bioativos puros. Além disso, a química de superfície dos compósitos foi alterada para reproduzir o tipo de superfície presente em vidros bioativos. Os resultados demonstraram que a bioatividade in vitro de compósitos pode ser ampliada através da modificação química das superfícies do polímero via introdução de grupos alcoxissilanos especiais.

Composites that can mimic the in vitro bioactive behavior of bioactive glasses were designed to fulfill two main features of bioactive glasses that are responsible for their high bond-to-bone rates: (1) capability of providing ions such as calcium and phosphate to the nearby environment and (2) ideal surface structure that allows fast heterogeneous precipitation of hydroxy-carbonate-apatite (HCA). The novel composites were prepared by incorporating bioactive glass particles into polymer matrices. The in vitro bioactivity test was performed by introducing samples into a buffered solution as well as into a simulated body fluid solution. FTIR was used to evaluate the kinetics of HCA (hydroxy-carbonate-apatite) precipitation. The results showed that the obtained composites can supply ions, such as silicates and phosphates in rates and concentrations comparable or superior than bulk bioactive glasses. Moreover, the surface chemistry of the composites was altered to mimic the surface of bioactive glasses. It was demonstrated that the in vitro bioactivity of the composites was enhanced by chemically modifying polymer surfaces through the introduction of special alkoxysilane groups.

Materiais bioativos têm a capacidade de interagir com tecidos naturais, provocando reações que favoreçam o desenvolvimento de processos como: fixação de implantes, biocolonização, regeneração de tecidos anfitriões ou biodegradação do material. Grande parte dos materiais bioativos são cerâmicas. O objetivo deste trabalho envolve o desenvolvimento de novos biomateriais que apresentem níveis controláveis de reatividade a partir da combinação a nível nanométrico ou molecular de fases poliméricas e inorgânicas. Neste trabalho foram produzidos híbridos combinando álcool polivinílico (PVA) e tetraetil ortossilicato ou tetrametil ortossilicato dopados com sais de cálcio e alcóxido de fósforo. A caracterização do material produzido foi feita utilizando-se as seguintes técnicas: teste de inchamento por solvente, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica e análise térmica (DSC e TGA). O grau de reatividade foi determinado a partir da inserção das amostras em soluções aquosas por diferentes períodos de tempo. A partir do procedimento desenvolvido foram produzidos híbridos, na forma de filmes transparentes e flexíveis, de PVA-silicatos de cálcio e fósforo com composição variando de 25 a 100% em volume de PVA no híbrido e 40 a 80% molar de sílica na fase inorgânica. Os testes de imersão em solução aquosa demonstraram que os híbridos produzidos podem exibir reatividade controlável, variando de elevada degradabilidade até comportamento tipo gel, determinado através da avaliação da cinética de lixiviação e precipitação dos íons cálcio e fosfato. Os resultados mostraram ainda que o grau de reatividade dos materiais pode ser controlado através da manipulação de fatores estruturais como a densidade de ligações cruzadas, proporção das fases, densidade e composição da fase inorgânica, entre outros.

Bioactive materials have the capability of interacting with natural tissues by inducing interfacial reactions that can promote processes such as: attachment of implants, biocolonization, tissue regeneration or biodegradation of the material. Most of the bioactive materials are ceramics that usually are brittle, too stiff and difficult to process. The goal of this work is to develop novel biomaterials, obtained through the combination of nanometric polymer and inorganic phases, that can have tailored levels of bioactivity. In this work, inorganic-organic hybrids were produced by combining poly(vinyl alcohol) (PVA) with either tetraethoxy silane or tetramethoxy silane, doped with calcium salts and phosphorous alkoxide. The obtained materials were characterized by swelling experiments, infrared spectroscopy and microprobe analysis. The degree of bioactivity was determined by submitting the samples to water solutions for specific periods of time. The developed procedure proved to be able to yield flexible and transparent hybrid films with composition ranging from 25 to 100% volume fraction of polymer and also containing inorganic phases with compositions within 40 to 80% molar of silica. Results also showed that the obtained hybrids can exhibited degrees of bioactivity ranging from fast biodegradation to hydrogel behavior. It was also demonstrated that the degree of bioactivity can be controlled by manipulating structural factors of the hybrids such as the crosslink density, proportion of the phases and composition of the inorganic phase, among others.

ABSTRACT: Silane coupling agents have been frequently used as interfacial agents in polymer composites to improve interfacial strength and resistance to fluid migration. Although the capability of these agents in improving properties and performance of composites has been reported, there are still many uncertainties regarding the processing-structure-property relationships and the mechanisms of coupling developed by silane agents. In this work, an Atomic Force Microscope (AFM) was used to measure interactions between polymers and silica substrates, where silane networks with a series of different structures were processed. The influence of the structure of silane networks on the interactions with polymers was studied and used to determine the mechanisms involved in the coupling phenomenon. The AFM results showed that phenomena such as chain penetration, entanglements, intersegment bonding, chain conformation in the vicinities of rigid surfaces were identified as being relevant for the overall processes of adhesion and adsorption of polymeric chains within a silane network. AFM adhesion curves showed that penetration of polymeric chains through a more open silane network can lead to higher levels of interactions between polymer and silane agents.