Materiais compósitos baseados em polímeros condutores: desenvolvimento e uso na remediação ambiental e como sensor de deformação

Abstract

No presente trabalho foram discutidas as sínteses, caracterizações e aplicações de materiais compósitos resultantes do recobrimento do biopolímero Luffa cylindrica (LC) e do elastômero SBS (copolímero de estireno-butadieno-estireno) com o polímero condutor polipirrol (PPi), através da polimerização química in situ do monômero pirrol. Com relação à aplicação desses materiais, enquanto o compósito Luffa cylindrica/Polipirrol (LC/PPi) foi utilizado na área de remediação ambiental, quando foi avaliado sua capacidade de remover corantes de meios aquosos por meio da adsorção, os filmes de SBS/Polipirrol (SBS/PPi) foram avaliados quanto ao seu potencial de aplicação no sensoriamento de deformação. Durante a realização deste

trabalho, foram utilizadas as seguintes técnicas de caracterização: difração de raios- X (DRX), espectroscopia de absorção no infravermelho com Transformada de Fourier

(FTIR), espectroscopia de absorção no ultravioleta-visível (UV-vis), ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS), ensaio de tração e curva corrente vs. voltagem (I-V) obtida através da técnica de duas pontas. A fim de otimizar o processo adsortivo do corante tartrazina pela LC/PPi, foram avaliados os efeitos das variações dos seguintes parâmetros: tempo de polimerização do pirrol, pH do meio, tempo de interação entre a tartrazina e a LC/PPi, efeito da concentração inicial do corante, temperatura da solução (termodinâmica), dessorção/reutilização do adsorvente e força iônica. A maior capacidade de adsorção (qe) da tartrazina foi obtida para o compósito LC/PPi obtido com 30 minutos de polimerização e submetido em pH 2,0. A partir dos estudos cinéticos e isotermas de adsorção, foram determinados um tempo de equilíbrio de 360 min e uma qe máxima de 374,2 mg.g-1, na temperatura ambiente. Além disto, verificou-se que os modelos de pseudo-segunda ordem (PSO) e isoterma de Langmuir melhor descrevem a cinética e isoterma de adsorção, respectivamente. Com relação à termodinâmica, verificou-se que a adsorção é um processo espontâneo, endotérmico, que atingiu uma qe máxima de 672,4 mg.g-1, a 313 K. Já em relação à reutilização, foi observado que a LC/PPi dessorve 80% da tartrazina em 20 min, sendo possível utilizá-la em pelo menos 5 ciclos consecutivos de adsorção/dessorção, sem perda significativa das suas propriedades. Por fim, a LC/PPi também se mostrou um material promissor para a captura dos corantes Remazol Black B, azul de metileno e azul de toluidina. Por sua vez, no que se refere ao uso dos filmes compósitos de SBS/PPi, foi verificado que,

após o recobrimento do elastômero com uma camada homogênea de PPi, permanece o caráter elastomérico dos filmes, que permitiram um alongamento de até (819,6 ± 33,4)%. Além disto, o compósito se mostrou bastante promissor para a aplicação do sensoriamento de deformação, visto que a razão da variação da resistência elétrica com relação a aquela do filme não tracionado (ΔR/R0) foi estimada como sendo da ordem de 8500, para um alongamento de 100%.