Modificação superficial de microplásticos em leito fotoquímico : um potencial adsorvente multielementar

Autor: Carolina Pereira Roldão

A problemática do descarte inadequado de plásticos, que representa uma ameaça ambiental crescente, deve-se à durabilidade desses materiais. Uma solução inovadora para enfrentar esse desafio é a modificação superficial dos plásticos, tornando-os capazes de reter cátions que podem ser encontrados em ambientes poluídos. Essa abordagem não apenas contribui para redução da poluição, mas também abre caminho para aplicações mais sustentáveis, promovendo uma gestão mais responsável desta classe de resíduos. O objetivo deste estudo consistiu em alterar a superfície de partículas de polietileno de alta densidade (PEAD) e polietileno de baixa densidade (PEBD) empregando radiação UV e avaliar o potencial destes polímeros modificados na capacidade de retenção de íons metálicos presentes em soluções aquosas previamente preparadas. Esse processo foi conduzido mediante a utilização de um leito fluidizado fotoquímico, no qual partículas de PEBD e PEAD de diâmetro médio na faixa de 3 a 4 mm, foram submetidas ao tratamento superficial. O processo de fotofuncionalização foi realizado mediante o emprego de uma fonte de radiação UV, uma lâmpada de mercúrio de média pressão, posicionada no topo da coluna, com as partículas mantidas sob fluidização com ar atmosférico por até 120 minutos. Após a exposição à radiação UV, amostras das partículas tratadas foram mergulhadas em soluções aquosas compostas pelos íons Al+3, K+1, Ca+2, Mn+2, Cr+3, Cu+2, Ag+1, Cd+2, Sn+2, Pb+2 e Ba+2, em concentrações de 1 mol/L. Estes experimentos foram conduzidos por um período de 60 minutos, com as soluções mantidas a aproximadamente 23ºC, sob agitação magnética intensa. Amostras de partículas modificadas no leito fotoquímico foram analisadas através da técnica de ângulo de contato com água (WCA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho por Transformada de Fourier com Reflectância Total Atenuada (FTIR), enquanto amostras pós contato com as soluções metálicas, foram analisadas empregando as técnicas de FTIR e de Fluorescência de raios-X por Energia Dispersiva (EDXRF). A análise de FTIR identificou o enxerto de grupos funcionais como hidroxilas e carbonilas, assim como permitiu verificar, após o contato com as soluções metálicas, a interação polímero-metal, com o desaparecimento das vibrações destes grupos. Foi verificado o surgimento de defeitos na superfície das amostras dos polímeros a partir de aproximadamente 60 minutos de exposição à radiação ultravioleta. A redução dos ângulos de contato (WCA) evidenciou as alterações superficiais. No caso do PEAD, observou-se uma diminuição do ângulo de contato de 92º para 65º após o tratamento. Quanto ao PEBD, os ângulos de contato diminuíram de 99º para 75º. Através da técnica de EDXRF observou-se que o PEAD tratado com radiação UV demonstrou capacidade de retenção para íons de cálcio, manganês e prata. Além disso, observou-se que o PEBD também exibiu potencial de retenção, tendo sido capaz de reter íons de cálcio, manganês, prata, cobre e bário. Os resultados indicam que, entre os polímeros estudados e após a modificação por radiação ultravioleta, o PEAD demonstrou seletividade superior aos metais. A aplicação de radiação ultravioleta constitui uma abordagem promissora para a modificação da superfície de polímeros, visando conferir novas propriedades e aplicações a estes materiais.

Link para acesso: Texto completo