Obtenção, caracterização e aplicação de microcápsulas em espumas de poliuretano visando o conforto térmico para potencial uso na tecnologia assistiva

Abstract

O design de produto através de suas interfaces multidisciplinares possibilita o desenvolvimento de novas tecnologias destinadas a pessoas com deficiência física. A Tecnologia Assistiva (TA) engloba todo arsenal de recursos e serviços que contribuem para proporcionar ou ampliar habilidades funcionais de pessoas com deficiência e tem como principal exemplo a cadeira de rodas, onde o usuário fica longos períodos na posição sentada e o conforto térmico é necessário. Neste trabalho, desenvolveu-se microcápsulas de eicosano e impregnou-se espumas de poliuretano (PU) com as microcápsulas visando o conforto térmico nessas espumas. O eicosano é um material de mudança de fase (PCM) com temperatura de mudança de fase ao redor de 37°C, que é igual a temperatura de equilíbrio térmico do corpo humano. As microcápsulas inseridas em espumas de poliuretano possuem potencial uso na Tecnologia Assistiva, mais especificamente em assentos de cadeiras de rodas visando o conforto térmico. As microcápsulas foram obtidas através da polimerização in-situ, utilizando resina melamina-formaldeído como invólucro e eicosano como núcleo. As técnicas usadas para a caracterização das microcápsulas envolveram análises de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), granulometria, Espectroscopia do Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). As microcápsulas de eicosano foram então inseridas em espumas de poliuretano com diferentes densidades e foram analisadas por termografia. As microcápsulas de eicosano impregnadas nas espumas de PU possuem capacidade de absorver ou liberar calor do ambiente circundante e manter a temperatura ao seu redor constante por um determinado período de tempo, sendo assim possuem aplicação potencial na Tecnologia Assistiva, como em assentos de cadeiras de roda por exemplo, devido a sua capacidade de isolamento térmico e absorção ou liberação de calor enquanto ocorre a mudança de fase do eicosano.

The product design through its multidisciplinary interfaces allows de development of new technologies for people with some physical disability. The Assistive Technology (TA) includes all the resources and services that contribute to give and enlarge the functional abilities of people with some disability. The most significant sample of TA resource is the wheel chair, where the person stays long time in the seat position and the thermal comfort is necessary. In this work, microcapsules of eicosane were developed and then polyurethane foams were impregnated with the microcapsules aiming the thermal comfort on the polyurethane foams. The eicosane is a phase change material (PCM) with temperature of phase change of 37°C which is similar to the human body temperature in thermal equilibrium. The microcapsules added to the polyurethane foams have potential use on the Assistive Technology, more specifically on cushion seats aiming the thermal comfort. The microcapsules were obtained by in-situ polymerization using resin melamine-formaldehyde as wall and eicosane as the core. The analysis used to evaluate the properties of the microcapsules were: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), particle size analysis, fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetry analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Then the microcapsules of eicosane were added in polyurethane foams with different densities and were analyzed by infrared thermography. The microcapsules of eicosane added to the polyurethane foams present the capacity of absorb or release heat to the environment and maintain the around temperature constant for a period of time. So they have potential application on the Assistive Techology, as wheel chair cushion seats for example, due to its capacity of thermal insulation and absorption or release of heat while occurs the eicosane phase change.