60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

A tecnologia de membranas vem mostrando ser uma solução eficaz em diversas áreas, desde a produção de alimentos e bebidas até o tratamento de águas para fins de potabilidade e/ou águas residuárias. As membranas poliméricas são muito utilizadas, mas apresentam limitações, tais como, pouca durabilidade, não-resistência a temperaturas elevadas, dificuldade de limpeza, entre outros. O uso de membranas de polisulfona (PSU) em processos de ultrafiltração tem sido empregado na indústria química, farmacêutica, metalúrgica, de papel, de laticínios e de alimentos. Membranas cerâmicas apresentam propriedades essenciais para filtração, tais como, inércia química, estabilidade biológica e resistência a altas temperaturas. Geralmente, membranas poliméricas apresentam baixos fluxos e baixo custo, enquanto que as cerâmicas mostram altos fluxos, maior tempo de vida útil e alto custo. Neste contexto, torna-se atraente o desenvolvimento de membranas compósitas que apresentam a combinação destas características, possibilitando a otimização destas propriedades em processos de micro e ultrafiltração. Este trabalho tem como objetivo obter membranas compósitas baseadas em Al₂O₃–polisulfona para, posteriormente, serem utilizadas em processos de filtração.

METODOLOGIA:

Membranas compósitas foram produzidas a partir da deposição da “top-layer” de PSU (responsável pela seletividade) sobre o suporte cerâmico de alumina macroporoso (resistência mecânica). Os suportes para as membranas foram obtidos a partir da prensagem (LTPE/UCS) de placas planas circulares de α-alumina (Alcoa Alumínio S. A.) e posterior tratamento térmico (1300^oC), no LACER/UFRGS, apresentando assim porosidade média de 0,25 a 1,25 μm e resistência mecânica compatível com as condições operacionais. Posteriormente, foi realizada a impregnação dos suportes com a PSU. Estes foram imersos por 2h em uma solução de PSU (Sigma-Aldrich) 10% em clorofórmio (F. Maia). Após evaporação do solvente em estufa à vácuo a 30^oC por 6h, foi realizada a secagem das membranas a 150^oC por 12h. As membranas foram caracterizadas por meio de ensaios de determinação do teor de imobilização e microscopia eletrônica de varredura (MEV). No teor de imobilização (método de determinação do teor de cinzas adaptado) as amostras foram tratadas termicamente a 550^oC por 3h para avaliar a porcentagem de PSU impregnada nos suportes. A avaliação da morfologia foi efetuada por MEV. As amostras foram revestidas com ouro (sputtering), sendo utilizado um microscópio Shimadsu (modelo SSX550).

RESULTADOS:

A determinação do teor de imobilização das amostras mostrou porcentagem média de 1,73% (±0.280832097) em PSU contido nos suportes. A avaliação da morfologia da membrana e do suporte cerâmico, analisados por MEV, apresentou possíveis interações físicas entre polímero-cerâmica, já que foi possível observar os “grãos” da cerâmica e o PSU dispersos no suporte.

CONCLUSÕES:

Os resultados dos testes mostraram que a alumina foi impregnada com polisulfona, possivelmente, por interação física e o teor de polímero imobilizado na membrana é de 1,73%. Confirmadas as peculiaridades necessárias à produção de membranas compósitas por essa técnica será possível agregar características inerentes aos materiais poliméricos e aos materiais cerâmicos, possibilitando melhor desempenho nos processos de filtração.

Instituição de fomento: UCS, FAPERGS

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: membranas compósitas, Al₂O₃–polisulfona, ultrafiltração

E-mail para contato: viviveiga@hotmail.com