MODIFICAÇÃO COM HIDRAZINA DE RESINAS À BASE DE ACRILONITRILA RETICULADA COM DIVINILBENZENO
Cristiane de Andrade Lima(IC)1; Luiz Claudio de Santa Maria (PQ)1; Mônica Regina Marques Palermo de Aguiar (PQ)1; Alcino Palermo de Aguiar (PQ)2
R. São Francisco Xavier, 524 - Pavilhão Haroldo Lisboa da Cunha, sala 406
20559-900 – Maracanã - Rio de Janeiro/RJ; e-mail: lcsm@uerj.br
2Departamento de Engenharia Química - Instituto Militar de Engenharia, IME
Resinas poliméricas com grupos funcionais complexantes podem ser empregadas em diversas aplicações, tais como: suporte catalítico, absorção de metais e posterior recuperação do metal, recheio de colunas cromatográficas, pré-concentração etc. As modificações químicas nestas resinas podem produzir novos materiais com aplicações tecnológicas específicas, como por exemplo processo de separação por flotação em leito móvel. Estes materiais têm grande potencialidade de aplicações para solucionar problemas ambientais específicos, como por exemplo: recuperação de mercúrio, recuperação de metais pesados da indústria de galvanoplastia etc.
Este trabalho tem por objetivo desenvolver metodologia de modificação química de resina à base de acrilonitrila reticulada com divinilbenzeno por meio da reação com hidrazina, ainda inédita na literatura. Esta modificação visa a introdução de um grupo complexante mais eficaz na fixação de cátions de metais pesados presentes em efluentes industriais.
A resina à base de acrilonitrila foi obtida em suspensão aquosa[1], caracterizada por análise elementar, BET, microscopia ótica e infravermelho. Esta resina foi modificada quimicamente por meio de reação com hidrazina em diferentes condições reacionais. As condições reacionais empregadas foram:
33 g de NH2NH2.H2SO4 dissolvidos em 160 mL de metanol; solução de 19 g de NaOH em 26 mL de água e 10 g de resina em balão de três bocas com condensador de refluxo, regulando-se o pH em 9 com solução de NaOH e aquecendo-se por 20 horas a 80oC e agitação magnética.
33 g de NH2NH2.H2SO4 dissolvidos em solução de 19 g de NaOH em 26 mL de água, 160 mL de metanol e 10 g de resina em balão de três bocas com condensador de refluxo, regulando-se o pH em 9 com solução de NaOH e aquecendo-se por 20 horas a 80oC e agitação magnética.
As resinas modificadas foram caracterizadas por análise elementar e infravermelho.
Resultados e discussão
A resina preparada com 40% de acrilonitrila 60% de DVB apresentou características mesoporosa com morfologia esférica (aparência leitosa, baixa densidade aparente = 0,3 g/mL, diâmetro médio de poro igual a 62 Å e área específica de 439 m2/g). A incorporação da acrilonitrila foi comprovada por CHN (2,5% de nitrogênio) e pela banda de absorção no infravermelho em 2238 cm-1 característica do grupo nitrila.
Esta resina foi modificada por meio da reação com hidrazina (reagente: sulfato de hidrazina), de maneira análoga à descrita na literatura[2] para a modificação deste tipo de resina com hidroxilamina (metodologia 1). Experimentalmente, foi verificada a baixa solubilidade do sulfato de hidrazina em metanol, obrigando a modificação desta metodogia. A resina modificada pela metodologia 1 foi caracterizada por análise elementar e apresentou um pequeno aumento no teor de nitrogênio (2,9%), bem como bandas de absorção no infravermelho características do grupo amino-amidina [R-C(=NH)NH-NH2] – 3855 cm-1 (NH2) e 1654 cm-1 (C=NH), além de uma banda de absorção residual do grupo nitrila.
A modificação da metodologia 1 levou a um aumento no teor de nitrogênio na resina (3,1%), determinado por análise elementar. A metodologia 2 mostrou-se mais eficaz na modificação do grupo nitrila da resina pela hidrazina.
Referências:
Santa Maria, L.C.; Aguiar, M.R.M.P.; Barbosa, F.G.; Costa, M.A.S.; Aguiar, A.P. – Resinas poliméricas com grupos funcionais à base de monômeros vinílicos reticulados com divinilbenzeno, 5º Congresso Brasileiro de Polímeros, Águas de Lindóia/SP, 1999
Rezende, S.M. – Síntese e caracterização de resinas amidoxímicas para aplicação na recuperação de gálio, Dissertação de Mestrado, IMA/UFRJ – Rio de Janeiro/RJ, 1999
Agradecimentos
Os autores agradecem ao IMA/UFRJ e ao DQO/IQ/UFRJ pela colaboração na realização de análises, ao CETREINA/SR-1/UERJ pela bolsa de Estágio Interno Complementar e à Petroflex, Metacril e Nitriflex pela doação de reagentes.