APLICAÇÃO DE ESPUMAS DE POLIURETANO NA ADSORÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS

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1 APLICAÇÃO DE ESPUMAS DE POLIURETANO NA ADSORÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS SANTOS, A. M. (1), CLARO NETO,S. (2),CHIERICE (2), G.O.; DOMINGOS-SILVA, D. (2). (1) Instituto de Biociências, Departamento de Bioquímica e Microbiologia Unesp - Av. 24A, n.1515, CEP: , Caixa Postal:199, Rio Claro SP. (2) Instituto de Química, Departamento de Química e Física Molecular USP - Av. Do trabalhador São Carlense, n. 400, CEP: , Caixa Postal: 780, São Carlos SP. ABSTRACT In this work polyurethane foams flexible derived from castor oil were used Samples were prepared to investigate the extraction of colour by foams. The removal of the colour (generic name: C.I. Acid Red 57) was measured by comparison of the UV/Vis spectrum of the solution before and after the treatment in the wavelength of 513 nm. It was verified that the removal of the coloring depends on the time of contact. In this study the foams adsorved on the average of 90% of the coloring in solution. This adsorption could arrive until 100% with a larger time of exposition. Key word: Coloring, Polyurethane of foam, Adorption RESUMO Neste trabalho foram utilizadas espumas de poliuretano flexível derivadas de óleo de mamona. As amostras foram preparadas para investigar a adsorção de corantes pela espuma. A remoção do corante (nome genérico: C.I. Ácido Vermelho 57) foi medida por comparação do espectro de UV/Vis da solução antes e depois do tratamento, no comprimento de onda de 513 nm. Foi verificado que a remoção do corante depende do tempo de contato. Neste estudo as espumas adsorveram em média de 90% do corante em solução. Esta adsorção poderia chegar a 100% com um tempo maior de exposição. Palavras chave: Corante, Espuma de Poliuretano, Adsorção. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 56101

2 INTRODUÇÃO O tratamento de efluentes é um dos assuntos mais importantes relacionados com o controle da poluição. Considerando o grande volume de descarga e sua composição, o efluente gerado pelas indústrias têxteis é um dos grandes poluentes do setor industrial (1). Os efluentes coloridos, que mesmo em concentrações abaixo de 1ppm são visíveis em solução aquosa (2), podem gerar uma série de conseqüências aos corpos receptores dentre os quais podemos citar: redução da atividade fotossintética, crescimento de algas, diminuição dos valores estéticos das águas, entre outros. Muitos esforços tem sido desprendidos na tentativa de reduzir a coloração desses efluentes antes do seu descarte, como tratamentos eletroquímicos (3) e adsorção dessas substâncias coloridas na superfície de vários sólidos naturais (4). Em princípio a descoloração é possível utilizando esses métodos citados e outros conhecidos na literatura (precipitação, degradação química, fotodegradação e biodegradação) ou a combinação desses vários métodos. A mineralização completa até CO 2, H 2 O, NO - 3, SO -2 4, Cl -, etc, é o principal objetivo. O uso de carvão ativado em tratamentos de efluentes, devido a sua capacidade adsortiva, tem recebido grande atenção das indústrias, entretanto este método é de alto custo. A utilização de resinas mostra uma capacidade adsortiva de carga superior tornando o processo mais vantajoso comparado com o carvão ativado (5). Nas indústrias têxteis tem-se o processamento de diferentes tipos de fibras tais como: nylon, poliéster, juta, lã, rayon, algodão, acrílico, etc. Apesar da grande variedade de corantes utilizados no tingimento dessas fibras, neste trabalho foi utilizado uma classe de corantes ácidos, que contém agrupamentos amínicos sulfônicos de sódio, muito utilizado no tingimento do nylon. O tingimento dos fios de nylon pode ser feitos de maneiras diferentes, um desses processos envolve a utilização de corantes de caráter ácido. Este corante é muito utilizado nas industrias de tapetes, onde o nylon é uma das fibras predominante nas confecções têxteis. A utilização acentuada do nylon neste tipo de indústria deve-se justamente ao mercado consumidor, que procura tapetes mais resistentes, leves, de fácil limpeza e com características anti-alérgicas. As espumas flexíveis de poliuretano, derivadas de óleo de mamona tem demonstrado grande capacidade em adsorver as moléculas desses tipos de corantes quando presentes em meio aquoso. Este trabalho objetivou o estudo de adsorção de corantes têxteis neste tipo de espumas de poliuretano derivadas de óleo de mamona, que possuem em sua estrutura moléculas derivadas de óleo de vegetal, que o torna suscetível ao ataque de microrganismos, podendo ser considerado um polímero com características biodegradáveis (6). CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 56102

3 O corante estudado foi o Nylosan Red E-BL (nome: genérico C.I. Acid Red 57), em concentrações em meio aquoso de 10; 20; 30; e 40 µg/ml, PARTE EXPERIMENTAL As espumas flexíveis derivadas de óleo de mamona, fornecida pelo grupo de Química Analítica e Tecnológica de Polímeros (GQATP) do Instituto de Química de São Carlos - USP, é sintetizada pela reação de polióis, com diisocianatos TDI (toluenodiisocianato) e MDI (4,4 difenilmetanodiisocianato). Suas composições podem variar para se obter espumas com propriedades diferentes. Antes de ser utilizada, a espuma foi cortada no formato cilíndrico com 4,5 cm de comprimento e 3,5 cm de diâmetro, lavada com solução 1M de ácido clorídrico, em seguida lavadas com água deionizada até ficarem livres de ácido e finalmente lavadas com etanol e secas ao ar. Este procedimento além de eliminar os resíduos orgânicos e inorgânicos decorrentes do processo de síntese das espumas, possibilita a funcionalização dessas espumas. O corante foi dissolvido em água deionizada e mantida em estoque com concentrações de 1mg/mL, e depois diluídas nas concentrações 10; 20; 30 e 40 µg/ml. As amostras de espumas funcionalizada foram colocadas em 150 ml das soluções diluídas nas diferentes concentrações, onde permaneceu durante vários dias. As determinações quantitativas, do corante remanescente em todos os ensaios foram baseadas nos parâmetros de absorção de espectros UV/Vis registrados em um espectrofotômetro UV/Vis Metrolab 1700, utilizando cubetas de quartzo de 1cm de caminho ótico e água deionizada como referência. Realizou-se varredura nos comprimentos de onda de 440 a 800 nm em intervalos de 1nm sendo que as leituras obtidas apresentaram um comprimento de onda máximo de 243, 304 nm (região de ultravioleta) e 513 nm na região do visível (responsável pela cor). CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 56103

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO A remoção do corante foi determinada através da comparação do espectro UV/Vis antes e após a adsorção (Figura 1). Absorbância 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 10 µg/ml 20 µg/ml 30 µg/ml 40 µg/ml ( A ) 0,5 0,0-0,5 0, λ ( nm ) Absorbância 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 20 µg/ml 30 µg/ml 40 µg/ml ( B ) 0,0-0, λ ( nm ) Figura 1: Curvas de absorbância do corante: (a) antes da adsorção e (b) após a adsorção. A Figura 1 mostra os espectros de absorção do corante em diferentes concentrações antes e após a adsorção nos comprimentos de onda de 200 nm a 800 nm, sendo o comprimento de absorção máxima na região do visível de 513 nm. Ocorreu uma redução da cor de 16,4; 71,2; 95,7; 90,1 em 216 horas (9 dias), para as diferentes concentrações e uma redução da cor de 60,6; 99,8; 100 % em 1056 horas (44 dias). Foi possível observar que houve variações de ph nas diferentes amostras 7,52; 5,36; 2,58; 3,13. A Figura 2 mostra a solução do corante antes da adsorção e a solução com o corante já adsorvido na espuma de poliuretano. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 56104

5 (A) (B) Figura 2: Soluções do corante: (a) antes da adsorção, (b) e após a adsorção com a espuma de poliuretano. A Figura 3 mostra a espuma de poliuretano antes do corante ser adsorvido e com o corante adsorvido. (A) (B) Figura 3: Espuma de poliuretano: (a) antes da adsorção do corante, (b) após a adsorção do corante. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 56105

6 CONCLUSÃO A degradação fotoquímica dos corantes em solução aquosa, que pode ocorrer em lagos e rios, se processa muito lentamente pois os corantes sintéticos são elaborados para possuírem uma alta estabilidade à luz. Como a maioria dos corantes é recalcitrante à biodegradação, devido a estrutura molecular com vários núcleos aromáticos substituídos este é de difícil remoção por tratamento biológico. Os resultados desta pesquisa demonstram a viabilidade em se fazer um pré-tratamento desses efluentes contaminados utilizando como material adsorvente as espumas de poliuretano derivadas de óleo de mamona. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1) VANDEVIVERE, P.C.; BIANCHI, R. VERTRAETE, W.J. Chem. Technol. Biotechnol; v. 72, , ) HOLME, I. Ecological aspects of colour chemistry Critical Report on Applied Chemistry, v.7, , ) LIN,S.H.; PEN, C.F. Treatment of textile wasterwater by electrochemical method wasterwater Research, v.28, , ) NASSAR, M. M.; EL- GEUND, M. S. Comparative cost of color removal from textile effluente using natural adsorvente, J. Chem. Tech. Biotechnol., v. 50, , ) OLIVEIRA, E.J. ; CHEIRECE, G. O. Synthesis of new ion resin for recovery of noble metal, ion exchange development and application, Edited by J. A. Greig, Published by Royal Society of Chemistry, n. 182, , ) SANTOS, A. M; CLARO - NETO, S.; CHIERICE, G.O.; RODRIGES. M.L.B.O Biodegradação de polímeros de poliuretano II Reunião Nacional de Microbiologia Aplicada ao Meio Ambiente, Florianópois, SC, AGRADECIMENTO: Projeto FAPESP N O 1997/ CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 14., 2000, São Pedro - SP. Anais 56106