Estudo da variação da quantidade de pHEMA na produção de nanocompósitos híbridos pHEMA/Laponita para aplicação no recobrimento de sementes

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Materiais

Autores

Lima, K.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE) ; Jesus, I. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE) ; Rodrigues, E.S. (UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO) ; Pereira, H.C.W. (UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO) ; Sarmento, V.H.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE)

Resumo

O setor agrícola é parte importante da economia brasileira e vêm se desenvolvendo tecnologicamente de maneira progressiva. Nanocompósitos polímero/argila são uma classe de materiais orgânico/inorgânicos que têm mostrado vasta aplicação em diversas áreas, a exemplo do revestimento de sementes que pode ser utilizado na proteção, hidratação ou liberação de agroquímicos às sementes. Neste trabalho, estudou–se a influência das condições de síntese na estrutura de nanocompósitos poli(metacrilato de hidroxietila)/Laponita. A adição de laponita favoreceu o aumento da estabilidade térmica e o nanocompósito com 6,0 mL de polímero apresentou o maior grau de intumescimento, sendo esta a composição mais promissora no revestimento de sementes.

Palavras chaves

Nanocompósitos; Laponita; Melhoramento de sementes

Introdução

A grande parcela de participação no P.I.B. e sua perspectiva de crescimento fazem do agronegócio um setor de grande importância socioeconômica. Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, em 2017, o setor de grãos alcançou uma produção recorde, assim como, apresentou uma projeção de crescimento na sua produção (BRASIL;2018). Desta forma, a busca por desenvolvimento tecnológico neste setor é crescente, em especial, a pesquisa e avanços tecnológicos no melhoramento de sementes têm crescido substancialmente (JÚNIOR, MOURA, AOUADA; 2017). Neste contexto, nanocompósitos híbridos são materiais que apresentam uma fase orgânica e inorgânica, tais como polímero e argila interpenetrados em uma escala nanométrica. Estes materiais tem mostrado aplicação em diversas áreas do setor agrícola, tais como na liberação controlada de insumos agrícolas e no recobrimento e melhoramento de sementes, pois pode promover proteção, nutrição e hidratação, agregando valor (BORTOLIN, SERAFIM, AOUADA, MATTOSO, RIBEIRO; 2016). O estudo da influência das fases na estrutura do material final é de extrema importância na obtenção de sistemas com propriedades desejáveis. Neste trabalho buscou-se investigar a influência da quantidade da fase orgânica ( poli(metacrilato de hidroxietila), pHEMA) na estrutura e no grau de intumescimento de nanocompósitos hibrídos pHEMA e laponita (Lap), visando futuras aplicações no revestimento de sementes.

Material e métodos

Para a síntese do polímero, inicialmente dissolveu-se 0,118 g de peróxido de benzoíla (BPO, VETEC®) em 6,0mL de Metacrilato de 2-Hidroxietila (HEMA, Sigma-Aldrich®). A mistura foi submetida à agitação magnética e aquecimento à 56ºC por duas horas em recipiente de vidro fechado. Em seguida transferiu- se para frascos do tipo eppendorf lacrados e submetidos a estufa por 24 horas a 40ºC para obtenção de corpos sólidos. Para síntese dos nanocompósitos, seguiu-se inicialmente o mesmo procedimento de preparo que o polímero puro, entretanto, variou-se o volume de HEMA utilizado (4,0;6,0;8,0 e 10,0 mL). Em seguida, uma dispersão de argila Laponita® RD (BYK Additives & Instruments) com 11,5 mL de água foi adicionada e a mistura foi submetida a agitação magnética e aquecimento à 56ºC por duas horas em recipiente fechado. As amostras foram nomeadas como HXLapH2O, sendo que X indica o volume de HEMA utilizado na síntese, enquanto a quantidade da laponita (Lap) foi fixada em 0,25 g. A nanoestrutura e as propriedades térmicas foram avaliadas, respectivamente, por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TG/DTG). Ensaios de intumescimento foram realizados para avaliar a capacidade de captação de água.

Resultado e discussão

Os espectros de FTIR dos nanocompósitos H4LapH2O; H6LapH2O; H8LapH2O e H10LapH2O apresentaram perfis semelhantes ao do polímero puro, destacando o estiramento do grupo C=O por volta de 1720 cm-1 e estiramento simétrico C-O na região de 1160 cm-1. A ausência de bandas significativas por volta de 1650 cm-1, correspondente ao estiramento C=C é indicativo da ausência de insaturações na cadeia polimérica (PASSOS, et al.; 2016). A interação entre a argila e a matriz polimérica pode ser confirmada a partir da formação de novas bandas em 1580 cm-1 e 655 cm-1, resultante da reação entre os grupos carbonila dos nanocompósitos e os grupos hidroxila na superfície da argila (XIANG, PENG, CHEN; 2017). Na Figura 1, estão dispostas as curvas da análise térmica dos nanocompósitos. Pode-se observar um aumento da estabilidade térmica quando comparadas ao polímero puro devido a inserção da argila. Na Figura 2 é apresentado o grau de intumescimento dos nanocompósitos. Como pode ser observado, a amostra com 6ml de HEMA (H6LapH2O) apresentou o melhor grau de intumescimento, indicando a existência de uma condição ótima de polímero e argila que favoreceu a absorção de água do nanocompósito. Esta propriedade pode ter relação com a ação de reticulação causada pela dispersão livre das plaquetas da argila nesta quantidade de polímero e formação de poros de tamanho maiores (GAO, et al.; 2016). O grau de intumescimento é relevante para o revestimento de sementes, visto que, na medida em que intumescem, a água expande as cadeias do polímero, possibilitando, por exemplo, a liberação de insumos agrícolas ou melhorar a disponibilidade de água para sementes, colaborando desta forma para o crescimento destas.

Curvas de análise termogravimétrica (TG) e Derivada Termogravimétrica (DTG) da Laponita (Lap), pHEMA e dos nanocompósitos.


Grau de intumescimento em função do tempo de imersão em água para pHEMA e nanocompósitos H4LapH2O, H6LapH2O, H8LapH2O e H10LapH2O.

Conclusões

Os resultados confirmaram a interação entre as fases orgânica e inorgânica e o aumento da estabilidade térmica com o aumento a inserção do argilomineral (laponita). O nanocompósito com 6,0 mL de HEMA apresentou o melhor grau de intumescimento indicando a existência de uma condição ótima de polímero e argila que favoreceu a absorção de água do nanocompósito, sendo esta a composição a mais promissora no revestimento de sementes.

Agradecimentos

FAPITEC, CNPq, PPGQ, CAPES.

Referências

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