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A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica
OXIDAÇÃO DA SUPERFÍCIE DE POLIPROPILENO POR KMnO4: ANÁLISE POR ÂNGULO DE CONTATO, FTIR, FTIR-ATR E AFM.
Lilian Somenci Peloi 1   (autor)   somencili@hotmail.com
Silvia Luciana Fávaro 1   (autor)   slfavaro@hotmail.com
Roberta Antigo Medeiros 1   (colaborador)   roantigo@hotmail.com
Simone do Carmo Langiano 1   (colaborador)   sclangiano@hotmail.com
Eduardo Radovanovic 1   (orientador)   eradovanovic@uem.br
1. Depto. de Química, Universidade Estadual de Maringá - UEM
INTRODUÇÃO:
As sociedades em geral consideram que o desenvolvimento significa crescimento, e o ramo dos plásticos é o melhor exemplo disto, devido à constante ampliação de sua utilização. No entanto, boa parte dos plásticos é utilizada apenas uma vez e vira depois lixo da pior qualidade. Muitos esforços têm sido feitos ultimamente na área de reciclagem de lixo plástico, no entanto como os plásticos reciclados perdem muito de seu valor comercial, buscam-se novas aplicações e qualidades para estes materiais. A modificação de sua superfície é uma alternativa muito estudada, pois pode lhe conferir propriedades distintas das originais, como o aumento de sua adesividade, molhabilidade, e variações na rugosidade. Os objetivos deste trabalho foram a modificação química da superfície de um polímero de grande uso comercial, o polipropileno (PP) através do uso de permanganato de potássio em meio ácido e a caracterização química e morfológica desta modificação, visando aumentar as possibilidades de reaproveitamento deste material.
METODOLOGIA:
Para a modificação da superfície de filmes virgens de polipropileno (PP) foram utilizadas soluções de KMnO4 0,1 M e 0,5 M em solução de HCl (0,2M e 1,0M respectivamente). Após a modificação os filmes foram imersos em HCl concentrado para a remoção dos resíduos do material oxidante na superfície do polímero. O tempo de permanência de diferentes filmes em cada solução foi de 2 horas e 8 horas, e a temperatura dos tratamentos foi de 25ºC e 45ºC. Os métodos de caracterização utilizados foram: medidas do ângulo de contato com água, espectroscopia no infravermelho (FTIR e FTIR-ATR com cristal KRS-5, ângulo de reflexão de 45°) e microscopia de força atômica (AFM).
RESULTADOS:
As medidas de ângulo de contato são indicativo direto da modificação de superfície de polímeros. A inserção de grupamentos polares pelo processo de oxidação na superfície de polímeros apolares fez com que o ângulo de contato com água diminuísse, sendo que para o PP estes valores variaram entre 90 graus para o filme virgem e 62 graus para a condição de tratamento mais drástica (KMnO4 0,5 M, 8h, 45°C). A técnica de FTIR-ATR apresentou para estes polímeros uma profundidade de penetração próxima a 1 mm na região em torno de 1500cm-1, o que possibilitou a caracterização da modificação química do polímero em sua superfície. No processo de oxidação foram gerados novos grupamentos químicos na superfície do PP, caracterizados pelo aparecimento de um pico a 1727cm-1 atribuído a grupamentos C=O, e dois picos característicos da vibração C-O a 1253 e 1083 cm-1. Estes grupamentos foram responsáveis pelo aumento na hidrofilicidade do material. Estes picos não foram observados em análises realizadas pela técnica de FTIR, indicando que o bulk da amostra não sofreu modificação. As análises realizadas por AFM permitiram identificar modificações na morfologia do material. No processo de oxidação, há o aparecimento de protuberâncias na superfície dos polímeros, possivelmente MnO2 resultante do processo de oxidação, que não foi retirado durante a lavagem com HCl. Há também um aumento na rugosidade do material diretamente associada com a seqüência do processo de oxidação.
CONCLUSÕES:
A modificação do polipropileno gerou um polímero com propriedades de superfície distintas daquelas do polímero original. O processo de oxidação não alterou as propriedades do bulk do polímero, ou seja, este manteve suas propriedades óticas de transparência e provavelmente suas características de resistência mecânica. A técnica de FTIR-ATR permitiu acompanhar o aumento no grau de oxidação da superfície do polímero na seqüência de tratamentos realizados. Estas modificações que ocorreram em maior ou menor grau, dependendo do processo de oxidação, possibilitam a utilização destes polímeros em aplicações que requeiram um material com uma superfície hidrofílica aliada às propriedades que consagraram este polímero.
Instituição de fomento: CNPq Proc.475908/2003-1, SESu / MEC, DQI – UEM
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave:  modificação química da superfície; polipropileno; caracterização da superfície de polímero.

Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004