ÁREA: Materiais
TÍTULO: Caracterização de Materiais Nanoestruturados Utilizando Argilas Bentonítica e Zeolítica e Polímero Tetrametil-2,6-Bromoioneno
AUTORES: EVERTON, A.P. (UFMA) ; FERNANDES, J.A.V (UFMA) ; COSTA FILHO, A.P. (UFMA) ; DOMINICI, J.W.P. (UFMA) ; DIAS, M.L. (UFMA) ; DA SILVA, J.W. (UFMA) ; RODRIGUES, J.R.P. (UFMA)
RESUMO: Sintetizou-se o polímero 2,6-tetrametil-bromoioneno confirmando na Espectroscopia de
absorção na região do Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio,
considerando a influência do tamanho do espaçador do ioneno;a intensidade da troca
catiônica pelo polímero e,por fim,a formação da estrutura confirmando em escala
nanométrica do material preparado por Difração de Raio X,Infravermelho.O principal
objetivo é a obtenção de argilas organofílicas para aplicação em nanocompósitos
poliméricos.Nos nanocompósitos formados foram observadas as suas características
próprias que diferenciam-se de suas substâncias isoladas como resistência à
tração,tenacidade,fratura e resistência à altas temperaturas.O trabalho realizado foi
obtido de forma satisfatória,confirmando os métodos e análises.
PALAVRAS CHAVES: organoargilas, polímero, nanocompósitos
INTRODUÇÃO: O estudo e o desenvolvimento de novos materiais são um dos ramos de pesquisa de
grande interesse nas áreas tecnológica e acadêmica.As argilas são matérias muito
usadas e que atualmente apresentam inúmeras aplicações devido às interessantes
propriedades que apresentam,como inchamento, adsorção, propriedades reológicas e
coloidais, plasticidade e etc.(GRIM,1953 e 1968).Dentre as características
apresentadas destacamos a sua capacidade de troca catiônica (CTC), devido seus íons
livres em sua superfície.No entanto,várias dessas aplicações só são possíveis após a
modificação superficial das argilas.O principal objetivo é a obtenção de argilas
organofílicas para aplicação em nanocompósitos poliméricos.As pesquisas de
intercalação de moléculas orgânicas em argilas tiveram início na década de 1920, após
a introdução da técnica de difração de raios X em 1913 (MERINSKA, 2002).A inserção de
moléculas orgânicas faz com que ocorra expansão entre os planos d(001) da argila,e
mude sua natureza hidrofílica para hidrofóbica ou organofílica e com isso,proporciona
diversas possibilidades de aplicações das mesmas.(KAKEGAWA,2002).As argilas
utilizadas foram a Bentonita que possui granulação muito fina composta essencialmente
por minerais do grupo das esmectitas.(MORGADO,1998).E A Zeolita que pertence à uma
nova classe de minerais naturais que apresentam caráter diferenciado quando aquecido.
(REZENDE,2005).Atualmente as argilas estão sob foco das pesquisas como materiais de
baixo custo e versatilidade, com vista principalmente na aplicação em novas matérias
direcionadas ao meio ambiente,justificando o interesse de realizar-se pesquisas nesse
âmbito com o objetivo de estudar os efeitos da intercalação de um policátion nos
espaços interlamelares de argilas oriundas do Estado do Maranhão.
MATERIAL E MÉTODOS: O Polímero de ioneno utilizado nesse trabalho foi o 2,6 – tetrametil-bromoioeno, o
qual foi sintetizado a partir da reação de policondensação entre a
Tetrametiletilenodiamina (TMEDA) com o 2,6 dibromohexano.O método geral de síntese
para esse polímero é a reação de Menschutkin. Foram utilizadas amostras de argilas
bentonítica e zeolítica oriundas do Estado do Maranhão, as quais foram avaliadas
quanto às suas capacidades de troca catiônicas, através do método de saturação do
Cloreto de Bário.A determinação segue o seguinte o procedimento sugerido por Gilmann.
Estas argilas foram, em seguida, modificadas com o polímero catiônico em suas
superfícies, onde houve a troca de cátions inorgânicos pelos grupos quaternários de
amônio do polímero. As amostras resultantes destas argilas modificadas foram
submetidas às análises de Difração de Raios-X, espectroscopia de Absorção na região
do Infravermelho.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Caracterização do Polímero através de Espectroscopia de absorção na região do
Infravermelho com transformada de Fourrier-FT-IR As bandas presentes no espectro
revelam a estrutura do polímero;observa-se a vibração axial de O-H (associação com
água) em 3429cm-1; deformação axial assimétrica de CH3 e CH2 em 2925cm-1 (bandas
fortes); deformação axial simétrica de CH3 e CH2 em 2858cm-1 (bandas médias);água de
cristalização em 1610cm-1;deformação angular simétrica de CH2 no plano em 1487cm-1
(banda forte);deformação angular simétrica de CH3 no plano em 1404 cm-1(banda média a
fraca); deformação angular assimétrica de CH2 no plano em 735cm-1 (banda fraca);
vibração de estiramento de N+_ CH2 em 2058cm-1 (banda fraca) e vibração de
estiramento de C-C em 917-1060cm-1 (banda média e fraca).Na Caracterização do
Polímero através de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio As bandas no espectro
mostraram-se com as bases largas, o que vem evidenciar inicialmente que a molécula em
estudo trata-se de um polímero.Durante a reação de policondensação (polimerização),
ocorre a quaternização da diamina.Na Caracterização das argilas modificadas com
polímero–A formação dos nanocompósitos Argila/polímero através da ESPECTROSCOPIA DE
ABSORÇÃO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO (FT-IR) Os espectros de FT-IR para as argilas
modificadas mostraram a intercalação do polímero no espaço interlamelar das argilas,
evidenciando a interação química dos grupos quaternario de amônio através da troca
catiônica.Na DIFRAÇÃO DE RAIO-X Nas amostras de argilas modificadas, pode-se observar
um pequeno deslocamento do valor de ângulo 2θ(5,9 Ǻ )relativo ao pico da
esmectita (E).Os pequenos valores observados estão de acordo com a literatura,onde o
polímero confirma adsorção na superfície da argila.
CONCLUSÕES: De acordo com os métodos utilizados e o resultados obtidos o 2,6-tetrametil-bromoioneno
foi sintetizado e caracterizado.Os nanocompósitos argila–polímero foram preparados e
caracterizados com êxito,tendo observado que a adsorção do polímero nas camadas das
argilas não obteve um grande espaçamento basal.Nos nanocompósitos formados foram
observadas suas características próprias que diferenciam-se de suas substâncias
isoladas como resistência à tração,tenacidade,fratura e à altas temperaturas.O trabalho
realizado foi obtido de forma satisfatória,confirmando os métodos e análises.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GRIM, R. E.; “Clay Mineralogy” 2a ed., Mc Graw Hill, New York (1968).
KAKEGAWA N., M. OGAWA, APPL. CLAY SCI. 22 (2002) 137.
MERINSKA D., Z. MALAC, M. POSPISIL, Z. WEISS, M. CHMIELOVA, P.CAPKOVA, J. SIMONIK, COMP. INTERF. 9 (2002) 529.
MORGADO, A. F., “Caracterização e Preparo de uma Argila do Grupo das Montmorilonitas para usos industriais”, II Congresso Ítalo-Brasileiro de Engenharia de Minas, São Paulo, 1993.
REZENDE, N. G. A. M. MONTE, M. B. M. Zeólitas naturais: capitulo 33. Comunicação técnica elaborado para Edição do livro Rochas & Minerais industriais: Usos e Especificações. P. 699-720, Rio de Janeiro, dez 2005.
