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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Cassiola, Flávia Maria
Título: Oxigenadores de Fibra Oca de Polipropileno: Efeito da Sorção de Poliéteres Perfluorados
Ano: 1997
Orientadora: Profa. Dra. Inés Joekes
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Oxigenação, Microtubos, Perfluorcarbonos
Resumo: A utilização de fibras ocas microporosas de polipropileno em aparelhos de oxigenação extra corpórea, a partir da década de sessenta, representou um avanço tecnológico e causou grande melhoria de desempenho, em relação aos sistemas anteriormente usados. Entretanto, há ainda sérios problemas de vida útil e de construção, que os tornam muito caros. Este trabalho tentou aumentar a velocidade de permeação de O2, com o que a quantidade de fibra por oxigenador pode ser diminuída, e reduzir o escape de plasma tornando as fibras mais hidrofóbicas, modificando-as por sorção de compostos perfluorados, conhecidos pela baixa tensão superficial e elevada afinidade por O2. Foram usadas fibras ocas microporosas Celgard® X10, X20 e X30, e ENKA®. O perfluorado usado foi o perfluorpoliéter Fomblin® HC/25. As fibras ocas testadas mostraram alta afinidade pelo perfluorpoliéter usado para impregnação; este não pode ser removido mesmo em condições agressivas, utilizando solventes de grande afinidade pelo polipropileno. Ensaios de sorção em fibras de polipropileno não porosas mostram que o perfluorpoliéter intumesce as fibras, à razão de 100% de aumento de massa após 15 minutos de contato. As fibras ocas foram caracterizadas antes e após a sorção por microscopia eletrônica de varredura. Foi possível diferenciar todos os tipos quanto à estrutura dos poros e quanto às diferenças provocadas pelo método de processamento. Após a impregnação, o intumescimento é revelado. Um novo sistema de medida de permeação de O2 através das fibras foi desenvolvido. O sistema de oxigenação é bastante simples e sensível. A velocidade de oxigenação não se modificou, significativamente, utilizando as fibras impregnadas. Entretanto, valores bastante diferentes de velocidade foram observados, sugerindo que o método de impregnação ou a quantidade sorvida carecem de otimização. Ainda, a estrutura polimérica do perfluorpoliéter usado pode estar dificultando a difusão do O2, sugerindo que perfluorados de baixo peso molecular podem ser mais eficientes. A sorção do perfluorpoliéter nas fibras ocas microporosas eliminou a permeação de vapor d'água, que é um dos problemas mais sérios e determinantes da baixa vida útil dos aparelhos oxigenadores construídos com este tipo de fibras.
Abstract: Polypropylene microporous hollow fibers were introduced in the sixties in extracorporeal oxygenator apparatus, highly increasing the efficiency of these systems. However, life-time and assembly problems are still unresolved, resulting in high cost. In this work we tried to speed up the O2 permeation velocity, to reduce the quantity of fibers per oxygenator, and to minimize the plasma leakage, by turning the fibers more hydrophobic, though the sorption of perfluorcarbons. These compounds are well known for their low surface tension and high affinity for O2. Celgard® X10, X20, X30, and ENKA® commercial hollow fibers were tested. The perfluorcarbon used was the perfluorpolyether, Fomblin® HC/25. The hollow fibers tested showed high affinity by the perfluorpolyether, which was not removed even in aggressive conditions, in the presence of solvents for polypropylene. Sorption of the same perfluorpolyether in non-porous polypropylene fibers showed 100% increase in weight after 15 min contact. The hollow fibers were characterized before and after sorption by scanning electron microscopy. This technique allowed the observation of differences in the morphology of the fibers used, due to pore introduced by processing. After sorption, swelling was clearly shown. A new system for the measurement of O2 permeation velocity was developed. The system is rather simple and reasonably sensitive. The oxygen transfer velocity was not significantly changed, after sorption. However, very different velocities were measured, suggesting that the impregnation method or the sorved amount deserve optimization. Moreover, the polymeric nature of the perfluorcarbon used may restrict the diffusion of O2, suggesting that low molecular weight perfluorcarbons could be more efficient. Celgard microporous hollow fibers impregnated with perfluorpolyether showed no water permeation, eliminating one of the most serious problems in the life time of oxygenator apparatus using these kind of fibers.
Arquivo (Texto Completo): vtls000120126.pdf ( tamanho: 13,3MB )

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