Desenvolvimento de blenda polimérica a partir da síntese entre um biopolímero e o diglicil éter do bisfenol A

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Iniciação Científica

Autores

Eufrázio Romão, A.L. (UECE) ; Maria Barbosa Davi, D. (UECE) ; Pavani, A. (CTI) ; Nascimento, R.F. (UFC)

Resumo

Os polímeros apresentam propriedades variadas. Porém, em situações especificas, é desejável que determinado material reúna qualidades que vão além daquelas inerentes à classe a qual pertence. Por este motivo novos materiais poliméricos, tais como copolímeros e blendas, estão sendo desenvolvidos. A formulação de blendas pode ser obtida a partir da simples mistura de dois ou mais polímeros. No presente trabalho foi estudado a sínteses entre a quitosana e o digiglicil éter do bisfenol A, bem como o solvente de cada polímero e miscibilidade deles entre si. Sendo possível, dessa forma, alcançar os objetivos almejados.

Palavras chaves

Polímeros; Blendas; Síntese

Introdução

Os polímeros naturais são macromoléculas orgânicas encontradas naturalmente em organismos vivos, tais como proteínas, polissacarídeos e ácidos nucléicos. Os polímeros sintéticos são macromoléculas obtidas a partir da manipulação química de moléculas menores. A maioria dos polímeros obtidos pelos processos artificiais é formada por compostos orgânicos. (ALLINGER, 1975; KOTZ E TREICHEL, 2002). De forma geral os polímeros apresentam propriedades variadas, incluindo: leveza, flexibilidade, baixa condutividade elétrica e térmica, baixas temperaturas de processamento. Porém, em situações especificas, é desejável que o material em questão reúna qualidades que vão além daquelas inerentes à classe a qual pertence. Por este motivo, não raramente, novos materiais poliméricos são desenvolvidos tais como copolímeros e blendas (KOTZ E TREICHEL, 2002). A formulação de blendas pode ser obtida a partir da simples mistura de dois ou mais polímeros, obtendo-se um material com propriedades intermediarias aos polímeros de origem. A formação do novo material ocorre sem que haja reações químicas entre os polímeros. Termodinamicamente, pode-se inferir que as maiorias dos polímeros de uma blenda são imiscíveis. A superação da barreira imiscibilidade na produção da blenda pode ser obtida pela compatibilização. Este mecanismo melhora através de processos químicos com adição de copolímeros, copolímeros enxertados ou outros processos, a miscibilidade dos polímeros envolvidos, viabilizando a formação do material desejado (FEITOSA, 2008). Visando o desenvolvimento de uma blenda, foram usados nesse experimento, o diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA), um polímero sintético de base epóxi conhecido comercialmente como SU-8 e a quitosana, um biopolímero obtido da desacetilação da quitosana.

Material e métodos

A primeira a etapa dos procedimentos experimentais evolveu testes de miscibilidade entre a quitosana pulverizada e SU-8 líquido. Inicialmente tentou-se solubilizar a quitosana diretamente em SU-8. Após os procedimentos de agitação mecânica e manual demonstrar serem ineficazes na miscibilidade entre os polímeros optou-se por deixar a mistura em repouso por 48 horas. Mesmo após o repouso a mistura permanecia heterogênea. Após estudos, verificou-se que não se encontrava descrito na literatura solvente capaz de solubilizar ambos os polímeros. Então, optou-se por testes de miscibilidade às cegas levando em consideração apenas as propriedades de cada polímero. Após alguns testes verificou-se que a acetona poderia ser usada no processo para promover a reação entre os materiais estudados. Procedeu-se então a síntese entre a quitosana e o DGEBA. Misturou-se 05 g de quitosana em 30 mL de SU-8. Acrescentou-se à mistura 30 mL de acetona P.A da Vetec. A mistura foi mantida em repouso por 48 horas. Após o repouso realizou-se a evaporação do solvente. Em seguida a mistura foi mergulhada em 50 ml de propileno glicol. Agitou-se a mistura com bastão de vidro. Para a obtenção de membranas, espalhou-se uma fina camada da mistura em 09 placas de Petri. Em seguida levou-se a o material para cura em estufa a 40oC por aproximadamente 2 horas ou até a completa evaporação do solvente.

Resultado e discussão

Os experimentos demonstraram que os produtos utilizados para a síntese relatada no presente estudo são completamente imiscíveis entre si. Também foi possível verificar que a mistura heterogênea entre quitosana e SU-8 não é solúvel em éter-dietílico, ácido nítrico, propileno glicol, ácido acético ou em triton-x100. Porém, a acetona promove a diminuição da viscosidade do SU-8 e facilita o envolvimento das partículas de quitosana pelo SU-8 promovendo, durante o repouso, a interação entre os polímeros. A coagulação da blenda é facilitada pelo propileno glicol. O processo de cura do material pode ser realizado através da exposição deste a radiação ultravioleta. Porém, a cura pode demorar mais de 72 horas. O SU-8 deve ser utilizado em excesso, o excedente pode ser recuperado da acetona por evaporação. A síntese entre diglicil éter do bisfenol A ocorre à temperatura ambiente intermediada pela acetona. A previsão da reação entre os polímeros considerou que nos compostos nitrogenados com aminas primárias, os dois hidrogênios do grupo amina (-NH2) são ativos, pois estão ligados ao nitrogênio e são bastantes reativos, inclusive sendo capazes de reagir com grupos epoxídicos. Portanto é possível prever que a mistura entre quitosana e SU-8 promove a exposição dos átomos de hidrogênio dos grupos amina, presente na quitosana, à reação com os radicais epoxídicos do SU-8, sob a ação de catalisador, conforme reação abaixo.

Blenda obtida da síntese de SU-8 com diglicil éter do bisfenol A

Conclusões

O procedimento realizado permitiu a produção de 09 membranas de aproximadamente 0,8g cada, formadas a partir da síntese entre a quitosana e SU-8 solubilizados em acetona, coagulados em propileno glicol e curado em estufa. A blenda obtida nesse processo deverá ser utilizada em estudo de adsorção de metais.

Agradecimentos

AO SISNABIO, Funcap E UECE.

Referências

ALINGER, Norma L. Química Orgânica, Do original Organic chemistry. Livros Técnicos e Científicos S.A. Rio de Janeiro, RJ. 1976.
FEITOSA, M. A. Fernandes. Compatibilização de blenda polimérica de poliamida 6,6/ polietileno de baixa densidade utilizando radiação ionizante de feixe de elétrons, 2008, 49 folhas. Dissertação de mestrado, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. São Paulo/São Paulo 2008.
KOTZ E TREICHEL. Química e reações químicas, 4ª ed. Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. Rio de Janeiro, RJ. 538 pag. 2002. Do original Chemistry and Chemical Reactivity.