ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: ESTUDO DA ATIVIDADE SUPERFICIAL DE POLIACRILAMIDAS
AUTORES: SANTOS, J. A DOS (UFRN) ; MARQUES, N. DO N (UFRN) ; VIDAL, R. R. L. (UFRN) ; SILVA, I. G. M DA (UFRN) ; BALABAN, R. (UFRN)
RESUMO: Neste trabalho, foram realizadas medidas de tensão superficial de soluções aquosas de poliacrilamidas não-iônicas, uma hidrofobicamente modificada e outra não-modificada, em função da concentração de polímero e da temperatura. Os resultados mostraram que as poliacrilamidas apresentaram atividades superficiais relativamente altas. Entretanto, a maior atividade foi observada para a poliacrilamida não-modificada nas condições estudadas. Esse efeito pode estar relacionado, provavelmente, devido a sua maior massa molar.
PALAVRAS CHAVES: poliacrilamida não-iônica, poliacrilamida não-iônica hidrofobicamente modificada, tensão superficial
INTRODUÇÃO: Dentre os métodos químicos utilizados na recuperação avançada de petróleo, a adição de polímeros à água de injeção tem sido largamente empregada quando se deseja aumentar a eficiência de varrido e, consequentemente, promover um maior aumento de produção de petróleo. Os polímeros injetados, geralmente, possuem propriedades tensoativas e isso causa uma redução na tensão interfacial entre a água e o óleo, melhorando a eficiência do deslocamento (THOMAS, 2001). Entretanto, para esse tipo de aplicação são necessários polímeros que apresentam estabilidade a altas temperaturas e salinidade comumente presentes nos reservatórios. Os polímeros mais utilizados para essa finalidade são as poliacrilamidas e os polissacarídeos (RANJIBAR & SCHAFFIE, 2000).
Em particular, a utilização de poliacrilamidas hidrofobicamente modificadas tem sido de grande interesse. Acima de certa concentração de polímero, os grupos hidrofóbicos nesses polímeros tendem a se associarem em solução aquosa através das interações hidrofóbicas intermoleculares, levando a formação de agregados hidrofóbicos. Em virtude da estrutura anfifílica da maioria dos polímeros hidrofobicamente associativos, esses polímeros podem exibir simultaneamente atividades superficial e interfacial elevadas. Além disso, o sal e o aumento da temperatura podem influenciar essas atividades (YAHAYA et al., 2001).
O principal objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da concentração de polímero e da temperatura na tensão superficial de duas amostras de poliacrilamida não-iônicas,uma hidrofobicamente modificada e outra não-modifcada, em meio aquoso.
MATERIAL E MÉTODOS: Materiais
Foram utilizadas duas amostras comerciais de poliacrilamida não-iônicas, uma hidrofobicamente modificada (HMPAM) e outra não modificada (PAM), gentilmente, cedidas pela FLOERGER. Soluções desses polímeros foram purificadas através de filtração em membranas Millipore 3 m e 0,45 m e, posteriormente, liofilizadas.
Preparação da solução de polímero
Soluções dos polímeros HMPAM e PAM, em água destilada, foram preparadas na concentração de 5 g/L. Essas soluções foram mantidas sob agitação constante, à temperatura ambiente, por 24 horas, e depois, foram diluídas para a obtenção das concentrações 4,0; 3,0; 2,0 e 1,0 g/L.
Medidas de tensão superficial
As medidas de tensão superficial foram realizadas em um tensiômetro DCA 315 (Thermo Cahn), utilizando a técnica da placa de Wilhelmy. Durante a realização das medidas, as soluções foram mantidas em banho termostatizado até atingirem a temperatura desejada (25 e 70 °C).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 mostra a variação da tensão superficial da solução dos polímeros PAM e HMPAM em função da concentração em água destilada, nas temperaturas de 25 e 70 °C. Foi observada uma redução significativa da tensão superficial com aumento da concentração de polímero e da temperatura. Sendo que a poliacrilamida não-modificada apresentou os menores valores de tensão superficial em todas as condições estudadas, ou seja, ela possui atividade superficial relativamente alta. Esse comportamento deve ter ocorrido, provavelmente, por esse polímero possuir uma massa molar um pouco maior do que o hidrofobicamente modificado. Segundo Garba et al.(1996), a tensão superficial de polímeros diminui com o logaritmo natural da massa molar. Entretanto, apesar da presença de grupos hidrofóbicos aumentarem a atividade superficial da poliacrilamida, favorecendo uma redução da tensão superficial de forma acentuada, esse efeito não foi observado, provavelmente, devido a uma pequena quantidade de grupos hidrofóbicos presentes na cadeia de polímero, que não foi suficiente para sobrepor o efeito da massa molar da poliacrilamida não modificada na redução da tensão superficial.
Além disso, a redução da tensão superficial também foi mais acentuada com o aumento da temperatura. Nesse caso, o aumento do movimento browniano favorecido pela temperatura, promove o rompimento das interações hidrofóbicas intermoleculares nas moléculas de HMPAM e o afastamento das cadeias da PAM e da HMPAM, facilitando o movimento molecular e, consequentemente, diminuindo a tensão superficial do polímero em solução (MA et al., 2002).
CONCLUSÕES: As poliacrilamidas reduziram de forma significativa à tensão superficial da água com o aumento da concentração de polímero e da temperatura. Sendo que a poliacrilamida não-modificada apresentou um melhor desempenho em relação à hidrofobicamente modificada, provavelmente, devido a sua maior massa molar.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MA, J.; CUI, P; ZHAO, L.; HUANG, R. 2002. Synthesis and solution behavior of hydrophobic association water-soluble polymers containing arylakyl group. European Polymer Journal, 38: 1627-1633.
RAJBAR, M.; SCHAFFIE, M.2000. Improved treatment of acrylamide co- and terpolymers for water control in gas-producing and storage wells. Journal of Petroleum Science Engineering, 26: 133-141.
THOMAS, J. E. 2001. Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Interciência: Petrobras; Rio de Janeiro. 205-207.
YAHYA, G. O.; ALI, S. K. A.; HAMAD, E.Z.1996. Surface and interfacial activities of hydrophobically modified poly(vinyl alcohol) (PVA). Polymer, 37: 1183-1188.
YAHAYA, G. O.; AHDAB, A. A.; Ali, S.A.; ABU-SHARKH, B. F.; HAMAD, E. Z. 2001. Solution behavior of hydrophobically associating water-soluble block copolymers of acrylamide and N-benzilacrylamide. Polymer, 42: 3363-3372.
