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https://hdl.handle.net/1822/76196
Título: | Physico-chemical interactions between fibre-based wiping materials and disinfectant affecting antimicrobial efficacy |
Outro(s) título(s): | Interações físico-químicas entre toalhetes à base de fibras e desinfetante e o efeito na atividade antimicrobiana |
Autor(es): | Song, Xinyu |
Orientador(es): | Zille, Andrea Vossebein, Lutz |
Palavras-chave: | Compostos quaternários de amónia Desinfeção de superfícies Plasma de descarga de barreira dielétrica (DBD) Toalhetes Dielectric barrier discharge (DBD) plasma Quaternary ammonium compounds Surface disinfection Wipes |
Data: | 31-Jul-2020 |
Resumo(s): | O uso de toalhetes à base de fibras impregnados com desinfetantes são o método mais comum para a
desinfeção de superfícies em contexto hospitalar, indústrias de processamento e aplicações
domésticas. Este trabalho estuda a interação entre o desinfetante cloreto de alquildimetilbenzilamónio
(ADBAC) e toalhetes comerciais compostos por três materiais distintos, W1 – 100% poliéster, W2 –
55% celulose/45% poliéster e W3 – 100% celulose, a sua eficácia antimicrobiana e o efeito do
tratamento com descarga plasmática de barreira dielétrica (DBD).
Demonstrou-se que a adsorção de ADBAC é significativamente influenciada pela composição do
substrato têxtil em termos de teor de celulose, razão de banho e tempo de imersão. Os substratos com
maior teor de celulose apresentam maior adsorção de ADBAC. No entanto, na análise por
espectroscopia de raio-X (XPS), o substrato de poliéster foi o que apresentou a maior concentração de
ADBAC na superfície. Os resultados de XPS também demonstraram a geração de novas espécies de
oxigénio na sua superfície após o tratamento DBD, o que aumentou de forma substancial a
concentração de ADBAC. Na celulose, o plasma apenas promoveu um efeito de erosão. No estudo de
envelhecimento não se observaram diferenças significativas na força e alongamento à rotura durante o
armazenamento de W1 e W2. No entanto, a força à rotura no sentido da trama do substrato W3 tratado
com plasma diminuiu. Os resultados das análises mecânicas dinâmicas demonstraram que a imersão
em ADBAC e o tratamento DBD tiveram uma influência significativa nas propriedades viscoelásticas de
W1, pelo melhoramento da resposta elástica devido à diminuição da mobilidade das cadeias
poliméricas, e de W3, pelo melhoramento da resposta não elástica devido à erosão plasmática. O
substrato W1 foi o que demonstrou maior eficácia antimicrobiana, sendo este efeito mais evidenciado e
mantido ao longo do tempo nas amostras tratadas com plasma. Por outro lado, o W2 não tratado com
plasma exibiu maior efeito antimicrobiano em bactérias Gram-positivas, mas com o tratamento DBD, a
atividade antimicrobiana foi maior nas Gram-negativas. O substrato W3 apresenta baixa atividade
antimicrobiana, confirmando os resultados apresentados na literatura para a celulose.
Em geral, este projeto permitiu o desenvolvimento de uma nova classe de toalhetes à base de poliéster
de custo acessível e ambientalmente sustentável. Estes possuem uma eficácia antimicrobiana superior,
melhorada pelo tratamento DBD, devido à maior concentração de ADBAC na superfície do toalhete,
podendo ser armazenados por período de tempo mais longos. Surface disinfection by disinfectant-impregnated wipes is the most prevalent disinfection method used in nosocomial environment, food processing industry and other domestic situations. This work studies the interaction between the alkyldimethylbenzylammonium chloride (ADBAC) disinfectant and three untreated and dielectric barrier discharge (DBD) plasma-treated commercial wiping materials of W1 – 100% polyester, W2 – 55% cellulose/45% polyester and W3 – 100% cellulose (cotton) affecting the antimicrobial efficacy. Wipe material type in terms of cellulose content, liquor ratio and immersion time demonstrated a significant influence on the adsorption of ADBAC in both untreated and plasma-treated samples. The higher the content of cellulose in the material, the higher is the adsorption of ADBAC active ingredient. Nevertheless, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis found higher ADBAC concentration on the surface of polyester wipe than the other two. Also, it confirmed the interaction of the ADBAC with the newly generated oxygen species on the polyester surface when plasma treatment was applied, drastically increasing the ADBAC concentration on the surface. Whereas, plasma treatment only resulted in etching effects on cellulose. In the ageing study, no significant changes in breaking force and elongation during storage for untreated and plasma-treated W1 and W2 were observed. However, plasma treatment affects W3 in weft direction reducing the force at break. Dynamic mechanical analysis results showed that ADBAC immersion and plasma treatment have a significant influence in viscoelastic properties of W1, by improving its elastic response limiting the polymeric chains mobility and of W3, by enhancing the non-elastic response due to the etching effect. W1 displayed the highest antimicrobial efficacy, with more enhanced and prolonged performance in plasma-treated samples. W2 showed high antimicrobial effect but plasma treatment caused an inversion in its performance against Gram-positive and Gram-negative bacteria. W3 exhibited low antimicrobial activity, confirming the negative result presented in literature. Overall, plasma treatment allows a new class of low-cost and environmental-friendly polyester-based wiping materials with superior antimicrobial efficacy due to improved ADBAC concentration on the wipe surface, which is maintained during a longer storage period. |
Tipo: | Tese de doutoramento |
Descrição: | Tese de doutoramento em Engenharia Têxtil |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/76196 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | DET/2C2T - Teses de doutoramento |
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