IMPREGNAÇÃO DE SULFETO DE COBRE EM SUPERFÍCIE DE POLIPROPILENO MODIFICADO

Ana Teresa Ferreira da Silva Gaspar (IC), Marcos Hiroiuqui Kunita (PG), Edvani Curti Muniz (PQ), Adley Forti Rubira (PQ).

Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Química.

Av. Colombo 5790, CEP 87020-900 – Maringá –PR

E-mail: afrubira@uem.br

Palavras chave: polipropileno, sulfeto metálico, compósitos.

Muitos estudos estão sendo desenvolvidos na área de materiais compósitos, envolvendo polímeros associados com sulfetos metálicos. A finalidade é a obtenção de um material que tenha as propriedades da matriz polimérica associadas às características do sulfeto metálico, como por exemplo a condutividade elétrica ou fotocondutividade juntamente com a elasticidade^[1].

O Polipropileno (PP), apresenta ampla aplicação industrial nas mais diversas áreas. Dentre os sulfetos metálicos, o sulfeto de cobre tem destaque devido à sua baixa resistência elétrica.

O propósito deste trabalho foi desenvolver materiais compósitos Polipropileno / sulfeto de cobre (CuS). O sulfeto de cobre na forma coloidal, apresenta carga elétrica negativa e pode, se gerado por reação "in situ" ser incorporado à superfície da matriz polimérica que apresente, sob determinadas condições carga positiva^[2-4].

Para a síntese do compósito a superfície do polipropileno foi submetida à um pré-tratamento, pois foi verificado que o sulfeto metálico depositado não tem boa aderência no filme original. Este pré-tratamento do filme polimérico (~ 50mm), consistiu na imersão deste em solução de KmnO₄ 0,2mol/L / HCl 0,4mol/L (proporção 1:1 V/V) por 5 horas, à 70⁰C. Após a retirada do óxido de manganês da superfície do polímero, submeteu-se o mesmo ao tratamento com solução de NaOH 2mol/L à 80⁰C por 12 horas.

Figura 01: Espectros de IV-ATR dos filmes de: (A) PP virgem; (B) PP oxidado e (C) PP oxidado/trat. NaOH.

Na figura 01 pode ser visualizado nos espectros de infravermelho do filmes de polipropileno virgem e pré-tratados, a região onde a alteração em virtude do pré-tratamento empregado, é significativa.

Existem diversas técnicas para medir o ângulo de contato (q) de um líquido sobre uma superfície, sendo uma das mais simples, o método da gota séssil. Na tabela 01 são apresentados os dados das medidas de ângulo de contato e tensão superficial dos filmes de polipropileno em função do pré-tratamento utilizado. Dados da literatura mostram que sólidos que apresentam boa molhabilidade em água apresentam ângulo de contato menor que 90^{0 [5]}.

Tabela 01: Medidas de ângulo de contato e tensão superficial de amostras de Polipropileno virgem e pré-tratados.

AmostrasÂngulo de Contato (gaus)Tensão Superficial (dina/cm)PP virgem9429PP oxidado7840PP oxidado/ trat. NaOH7840

Os resultados da tabela 01 mostram uma diminuição do ângulo de contato e consequentemente um aumento na tensão de molhamento dos filmes pré-tratados. Isto se deve ao fato da formação de grupamentos carbonílicos e carboxílicos na superfície do material, os quais são mais hidrofílicos que os grupamentos metílicos originais^[6].

Os compósitos PP / CuS foram obtidos por imersão dos filmes pré- tratados em solução aquosa de sulfato de cobre CuSO₄.5H₂O (0,2mol/L) / tiossulfato de sódio Na₂S₂O₇.5H₂O (0,2mol/L) (proporção 1:1 V/V) à 80°C, sob agitação constante, por 2 horas com pH inicial ajustado para 2,5 com ácido fosfórico (H₃PO₄).

Os compósitos PP/CuS obtidos com o PP oxidado/ trat. NaOH apresentaram um depósito de sulfeto de cobre com aderência melhor do que quando se utilizou o PP oxidado. Os resultados das medidas de resistência elétrica dos compósitos mostraram valores entre 10 a 200 ohms. Estes valores são da mesma ordem dos valores encontrados para os compósitos de Polietileno de Baixa Densidade / CuS^[1].

Os compósitos apresentam de forma simultânea, as propriedades estruturais do polímero e a baixa resistência elétrica do sulfeto. Neste processo, o pré-tratamento da superfície polimérica tem papel fundamental na incorporação do sulfeto metálico.

[1] Ferreira, O. P.; Kunita, M. H.; Rowe, R. V.; Radovanovic, E.; Santos, O.; Muniz, E. C.; Rubira, A. F.. Anais do 13^o CBECIMAT, p. 2215 – 2221 Curitiba 1998.

[2] Penn, L. S.; Wang, H.. Int. Polym. Sci. Technol. 21, p. 92-94, 1994.

[4] Holmes-Farley, S. R.; Reamey, R. H.; Mccarthy, T. J.; Deutch, J.; Whitesides, F. M.. Langmuir, 1, p. 725-740, 1985.

[5] Santos, W. L. F.. Dissertação de Mestrado apresentada ao departamento de química da Universidade Estadual de Maringá, p. 19-21 Maringá, 1999.

[6] Gesser H. D.. Journal of Chemical Education, 77: (1) 58-59 Jan. 2000.

CAPES, UEM, CNPq.