Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
30a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Obtenção da Poli(acrilonitrila-co-vinil-tetrazol) a partir da Modificação Química da PAN
Thiago Santangelo Costa (PG), Pedro Ivo Canesso Guimarães (PQ)* e Ayres Guimarães Dias (PQ) Programa de Pós-Graduação em Química - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) – Rua São Francisco Xavier, 524, Pavilhão Haroldo Lisboa da Cunha, sala 406, Maracanã, Rio de Janeiro/RJ, 20559- 900, tel. (21) 2587-7848. *canesso@uerj.br
Palavras Chave: Poliacrilonitrila, tetrazol, modificação química
Introdução
Um dos métodos mais versáteis para se promover à mudança das propriedades de um material polimérico é através da sua reação de modificação química, pois permite o controle da estrutura química do polímero produzido. A poliacrilonitrila (PAN) é um polímero comercial de baixo custo, fácil processamento e boas propriedades químicas e físicas, enquanto que o tetrazol é um heterocíclico nitrogenado com várias aplicações. A incorporação de grupos tetrazóis na PAN gera o copolímero estatístico de acrilonitrila e vinil-tetrazol (PVT), que pode atuar como inibidor de corrosão para metais em meio ácido (Figura 1).
O objetivo deste trabalho foi estudar a reação de incorporação de 1% e 10% de grupos tetrazóis na PAN (Mw = 69.000 g/mol).
Figura 1. Obtenção do PVT a partir da PAN
A reação foi realizada em um balão tritubulado de 1,0 L ao qual foram adicionados 10,0 g de PAN, NaN3
(0,12 g ou 1,23 g) e NH4Cl (0,10 g ou 1,01 g), sendo empregado como solvente 600 mL de N,N-dimetil- formamida (DMF). A reação ocorreu sob aquecimento e agitação magnética por 12 h a 80ºC. Cessada a reação, adicionou-se ao balão uma solução aquosa de HCl 0,5 mol/L. A fase líquida obtida foi gotejada lentamente sobre 1.200 mL de água gelada, sob agitação constante. Os copolímeros produzidos foram mantidos a baixa temperatura por 48 h, e sem seguida, centrifugados, filtrados a vácuo e secos em estufa à 50ºC até se obter massa constante.
Resultados e Discussão
Os copolímeros obtidos são inodoros e apresentam coloração amarela clara, embora esta cor seja mais intensa no PVT 10%. Portanto, esses
materiais possuem aspectos bem diferentes do homopolímero de partida.
Os espectros de FTIR mostrados na Figura 2, comprovam a modificação química da PAN com a incorporação de anéis do tetrazol.
4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 450.0
cm-1
%T
PVT 1%
PVT 10%
3 4 3 5 2 9 4 1
2 2 4 5 1 7 3 9
1 6 3 7 1 4 5 5
1 3 8 3 1 2 4 1
1 0 7 3
6 0 7 3 4 3 6
2 9 4 1
2 2 4 4
1 7 4 01 6 3 1 1 4 5 5
1 3 8 3
1 2 3 8 1 0 7 5
5 3 9
Figura 2. Espectro de FTIR do copolímero obtido
As bandas de absorção próximas de 3.435 cm-1 indicam estiramento da ligação -N-H presente no heterocíclico, enquanto que as bandas em 2.245 cm-1 são referente ao estiramento da ligação -C=N.
Observa-se que no espectro do PVT 10% tal absorção é menos intensa, uma vez que um maior número de grupos nitrila foram substituídos por grupos tetrazol. Já as absorções próximas de 1.740 cm-1 e 1.635 cm-1 correspondem aos estiramentos da ligação -C- N. As ligações –N-N- e -N- N- possuem estiramentos, respectivamente, em 1.455 cm-1 e 1.383 cm-1.
Conclusões
Verificou-se que a PAN foi modificada com sucesso obtendo-se aparentemente copolímeros com diferentes teores de grupos tetrazol, como pode ser constatado pelo FTIR.
Agradecimentos
Os autores agradecem a empresa Sudamericana de Fibras Brasil Ltda. pela doação da PAN e a FAPERJ pelo apoio financeiro.
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CN
m 1.NaN3 2.NH4Cl
3. DMF CN
m
N N N
N H
n - m
Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
25a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - SBQ 2
1 Hung, M. R. et al. Reactive and Functional Polymers, n. 59, p.
53-61, 2004.
