TÍTULO: ESTUDO DO EFEITO DO METACRILATO DE METILA NA REMOÇÃO DE FENÓIS EM RESINAS À BASE DE ESTIRENO E DIVINIL-BENZENO.
AUTORES: SOARES, R.N. (IME) ; NEVES, L.A. (IME) ; AGUIAR, A.P. (IME)
RESUMO: O metacrilato de metila é um monômero empregado na síntese de polímeros para diversos fins, e entre eles para o aumento da hidrofilicidade de resinas altamente hidrofóbicas. O efeito do aumento do teor de metacrilato neste trabalho foi avaliado através da metodologia de densidade aparente e extração de um analito fenólico,catecol, que é poluente em águas residuárias e para o consumo.
PALAVRAS CHAVES: metacrilato de metila, catecol, densidade aparente
INTRODUÇÃO: Copolímeros reticulados esféricos e porosos podem ser utilizados como adsorventes poliméricos para purificar substâncias orgânicas, tais como catalisadores nas reações de alquilação, na extração em fase sólida, na adsorção de vapores orgânicos, separação bioquímica e no tratamento de água entre outras aplicações (COUTINHO, 2003). A inserção de monômeros polares, tais como, metacrilato de metila, ou a base de carboxilatos têm sido utilizados como adsorventes em meio aquoso, por apresentarem caráter hidrofílico devido à presença de unidades polares em suas cadeias poliméricas, que permitem aplicações em processos de troca iônica e de adsorção (KÜÇÜK, 1995).
Os fenóis são compostos orgânicos de grande importância para estudos ambientais, porque são, em geral, altamente tóxicos, de difícil degradação natural e tendem a se bioacumular no meio ambiente (BRUZZONIT, 2000). Dentre os compostos fenólicos destacam-se os catecóis, que possuem uma alta solubilidade em água e são utilizados em diversos tipos de indústrias (plásticos, químicas, corantes, fotográficas, farmacêuticas, cosméticas, e petrolíferas), sendo contaminantes frequentes de seus efluentes industriais (SCHWEIGERT, 2001).
MATERIAL E MÉTODOS: As resinas foram sintetizadas através da técnica de polimerização por suspensão aquosa, na presença de agentes de suspensão (cloreto de sódio, gelatina e hidróxi-etil-celulose) e iniciador (VAZO-67), os monômeros utilizados na síntese possuíram diferentes proporções de metacrilato de metila (MAM): 0%, 20%, 50% e 80% e o teor de agente reticulante, divinil-benzeno (DVB) permaneceu constante (20%). O monômero estireno (EST) foi utilizado para completar a relação percentual das resinas. Os agentes formadores de poros permaneceram constantes em todas as sínteses, na proporção de 9:1, Heptano:Tolueno. Os parâmetros de diluição, relação fase aquosa/orgânica, temperatura, agitação e tempo de polimerização foram iguais para todas as sínteses.
O teste de densidade aparente foi realizado através da metodologia ASTM D1895 e o teste de extração foi conduzido em batelada com 0,3g de resina para uma solução de 20 mL a concentração de 100ppm do analito, no tempo de 3 horas e pH de 6,2.
O teor de analito no sobrenadante após extração foi quantificado pela técnica de ultravioleta em comprimento de onda de 275nm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados de densidade aparente, conforme a tabela 1, permitem afirmar que o aumento da proporção de metacrilato de metila no copolímero, ocasiona uma diminuição da densidade aparente da resina. Isto pode ser explicado pois ocorre um decréscimo da afinidade termodinâmica entre o monômero e o diluente porogênico, que neste caso, é a mistura heptano/ tolueno. Em outras palavras, o aumento do teor de MAM ocasiona um aumento da porosidade da resina, que por consequência promove um decréscimo nas densidades aparentes devido à maior quantidade de espaços vazios entre as microesferas e seus aglomerados (OKAY, 2000; JANDREY, 2003).
Através da figura 1, percebe-se que quando aumentado o teor de metacrilato na resina, há um aumento da remoção do analito catecol, isto pode ser explicado, pois há um aumento na hidrofilicidade da resina proporcional a incorporação do metacrilato na mesma, isto permite um maior contato com a água, que é o solvente onde o analito se encontra dissolvido.
Os resultados da resina 50MAM apresentaram o maior percentual de remoção de catecol, isto porque o copolímero deve possuir uma porosidade relativamente baixa em relação à resina 80MAM como demonstrado pela densidade aparente. Porém, a resina 80MAM, apesar de possuir maior hidrofilicidade e porosidade, ela pode conter poros oclusos, que não permitem a adsorção do composto na resina.
Tais resultados podem ser melhores estudados após uma análise morfológica da resina, através das técnicas de Fisissorção de nitrogênio, que permitem obter os resultados do volume, área superficial e diâmetro dos poros.
CONCLUSÕES: O metacrilato de metila é um monômero polar que pode ser utilizado para o aumento da hidrofilicidade do copolímero, além disso ele possui um papel fundamental na formação da estrutura porosa da resina através da diminuição da afinidade termodinâmica do copolímero com os diluentes porogênicos. Tais resinas podem ser aplicadas para remoção de compostos fenólicos, como o catecol, que são poluentes ambientais possuindo uma boa capacidade de remoção desses analitos.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BRUZZONIT, M. C., SARZANINI, C., MENTASTI, E., Preconcentration of contaminants in water analysis, Journal of Chromatography A, 902, p. 289-309, 2000.
COUTINHO, F.B.M.; APONTE, M.L.; BARBOSA, C.C.R. Resinas sulfônicas: síntese, caracterização e avaliação em reações de alquilação. Polímeros: Ciência e Tecnologia 13 (3), p. 141. 2003.
JANDREY, A.C. Preparação de resinas porosas à base de N-óxido de 2-vinil-piridina para fixação de cádmio. Tese de Mestrado, IME, Rio de Janeiro, 2003
KÜÇÜK, I.; KUYULU, A.; OKAY, O. Effect of diluents on the porous structure of crosslinked poly(methylmethacrylate) beads. Polymer Bulletin 4, p. 511. 1995.
OKAY, O., Macroporous Polymer Networks, Progress in Polymer Science, 25, p.711-779, 2000
SCHWEIGERT, N., ALEXANDER, J., ZEHNDER, J., EGGEN, R. Chemical properties of catechols and their molecular modes of toxic action in cells from microorganisms to mammals, Environmental Microbiology. 3, p. 81-91. 2001.
