ÁREA: Materiais
TÍTULO: INCORPORAÇÃO DE POLIANILINA EM POLÍMEROS MONOLÍTICOS POROSOS À BASE DE ESTIRENO E DIVINILBENZENO
AUTORES: RIBEIRO, L. S. (UEG) ; MARTINS, F. F. (UEG) ; LOBO, T. M. (UEG) ; CARAMORI, S.S. (UEG) ; SILVA, V. J. (UEG) ; RABELO, D. (UFG)
RESUMO: RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo a preparação de polímeros monolíticos de Sty-DVB e a incorporação de PAni em sua estrutura. O polímero monolítico foi preparado por meio de polimerização em solução usado uma mistura de solventes, seguido de incorporação da PAni em sua suprfície. Os materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia FTIR e medidas de área. Os resultados obtidos mostraram que o polímero monolítico produzido com uma mistura de heptano e álcool sec-butílico teve resistência mecânica e porosidade maiores, quando comparado aos demais e que a incorporação da PAni se processa mais rapidamente na presença de HCl que na de HNO3. O espectro de FTIR apresentou bandas características do copolímero Sty-DVB e da PAni, indicando a presença da mesma em sua estrutura.
PALAVRAS CHAVES: polímeros monolíticos, copolímeros estireno-divinilbenzeno, polianilina,
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Em anos recentes a utilização de polímeros monolíticos porosos tem despertado uma atenção considerável e suas aplicações vêm aumentando gradativamente ao longo destas últimas décadas. Os polímeros monolíticos porosos possuem as mesmas vantagens que os materiais poliméricos convencionais com aplicações similares. Entretanto, sua estabilidade às mudanças de pH e às variações de pressão, são as maiores vantagens para aplicações cromatográficas. Além disso, sua estrutura contínua e sua porosidade são um fator determinante para sua aplicação (NORDBORG; HILDER, 2009). Todavia, para se obter polímeros monolíticos com um conjunto de propriedades físico-químicas ideais, é essencial que a síntese obedeça a alguns parâmetros essenciais, tais como o tipo de solvente, o agente formador de ligações cruzadas, o agente formador de poros, a temperatura de polimerização, entre outros (SVEC; TENNIKOVA, 2003). Nas últimas décadas, além dos polímeros monolíticos, outra classe de polímeros, denominada de polímeros condutores, tem atraído uma atenção considerável de vários pesquisadores (GERARD et al., 2002). Dentre estes, a polianilina (PAni) ocupa um lugar de destaque, devido ao seu conjunto de propriedades, incluindo a boa estabilidade química em condições ambientais, facilidade de polimerização e dopagem, processabilidade e baixo custo de produção (SOUSA et al., 2005), entretanto, sua solubilidade e suas propriedades físicas são os principais obstáculos para sua utilização em escala industrial (RODRÍGUEZ et al., 2008). Desse modo, o presente trabalho tem por objetivo preparar polímeros monolíticos à de estireno e divinilbenzeno e avaliar a incorporação da PAni em sua estrutura em presença de ácido clorídrico e ácido nítrico, por meio da polimerização oxidativa da polianilina.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: Os polímeros monolíticos de estireno-divinilbenzeno (Sty-DVB) foram sintetizados por polimerização em solução empregando misturas solventes. Para a síntese dos polímeros monolíticos, adicionou-se 0,1 g de peróxido de benzoíla, 1,2 mL de Sty e 4,8 mL de DVB a um Erlenmeyer de 50 mL. Em seguida, acrescentou a mistura de diluentes e transferiu-se a solução ao molde de 5 mL, o qual foi tampado e colocado em banho de óleo a 70ºC, sob agitação magnética por 24 horas. Após este período, os polímeros monolíticos foram lavados e purificados em etanol e secos em estufa por 24 horas a 70ºC. Após esta etapa, os polímeros monolíticos foram colocados em contato com uma solução 80/20 de anilina/etanol (v/v) a temperatura ambiente por um período de 20 horas para intumescimento. Em seguida, os tarugos dos polímeros monolíticos intumescidos com a anilina foram lavados com água destilada para remoção do excesso de anilina. No processo de síntese da polianilina (PAni) , os tarugos do polímero monolítico de Sty-DVB, foram transferidos para um béquer ao qual foram adicionados 40 mL de solução ácida. O sistema reacional foi mantido sob agitação em banho de gelo até a estabilização da temperatura em 0°C. Separadamente, uma solução do agente oxidante foi preparada solubilizando-se o persulfato de amônio (APS), em 60 mL da solução ácida com o mesmo ânion da solução aquosa anterior. Em seguida, a solução do agente oxidante foi adicionada lentamente à mistura reacional, que foi deixada sob agitação magnética à temperatura constante de 5ºC por 3 horas. Os polímeros monolíticos obtidos e contendo a PAni incorporada foram analisados por Espectroscopia FTIR e medidas de área superficial específica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os polímeros monolíticos de Sty-DVB preparados pela mistura do álcool benzílico e heptano não apresentaram boa resistência, pois após o processo de purificação, apresentaram rachaduras em sua estrutura externa e interna. Já os polímeros sintetizados com mistura de álcool sec-butílico e heptano se mostraram mais resistentes e mais porosos, quando comparados aos citados anteriormente. Os compósitos sintetizados via polimerização oxidativa da anilina apresentaram características distintas, visto que, a formação da PAni foi mais rápida na presença de HCl do que na de HNO3, indicando que a velocidade de polimerização depende do tipo de ácido utilizado na síntese da PAni. Isto ocorreu porque a introdução do agente oxidante na reação provocou a formação do cátion radical do monômero, que é a primeira etapa na polimerização da anilina. As etapas seguintes aconteceram com o acoplamento de dois cátions radicais. A reação continua com acoplamento dos cátions radicais do monômero e da cadeia polimérica que foi crescendo e sendo formada (WEI et al., 1990). Entretanto, os produtos intermediários dependem do pH e do tipo de ânion do ácido usado. Assim, a formação do par iônico entre o cátion radical e/ou a carga positiva da cadeia polimérica controla a velocidade de polimerização e como o ânion cloreto é um par iônico mais forte que o nitrato e promove uma blindagem da carga positiva dos cátions nas cadeias poliméricas em crescimento, facilitando o seu acoplamento com outro cátion-radical, o que aumenta a velocidade de polimerização (MORALES, 1999). Os espectros de FTIR do copolímero e dos compósitos, apresentaram, em todos os espectros, bandas características do copolímero Sty-DVB e da PAni, indicando a presença da mesma na estrutura dos polímeros monolíticos.
CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: Os polímeros monolíticos obtidos, através da mistura de heptano e álcool benzílico apresentaram maior resistência mecânica e maior porosidade, quando comparados aos copolímeros obtidos através da mistura de heptano e álcool sec-butílico. Já incorporação da PAni nos respectivos polímeros monolíticos, levou a polimerização oxidativa da anilina na presença de ácido clorídrico e ácido nítrico, em que o processo foi mais rápido na presença de HCl que na presença de HNO3, o que indica que a velocidade de reação depende do tipo de ácido utilizado para a síntese da PAni.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a UFGH pelos espectros de FTIR e a Coremal pelos monômeros doados, sem os quais não seria possível a realização do trabalho
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: LOBO, T. M.; Preparação de Compósitos de Polianilina/Copolímero Estireno-Divinilbenzeno. Goiânia: UFG, 2005. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Goiás, Goiânia-GO, 2005.
WEI, Y., JAAG, G.-W., CHAN, C.-C., HSUEH, K. F., HARIHARAN, R., PATEL, S. A., WHITECAR, C. K., Polymerization of Antilne and Alkyl Ring-Substituted Anilines in the Presence of Aromatlc Additives. The Journal of Physical Chemistry, 94 (19): 7716-7721, 1990.
