Desenvolvimento de espumas de poliuretano revestidas com formas alotrópicas de carbono para utilização como sorvente de petróleo e outras substâncias orgânicas
Abstract
A crescente exploração e transporte de petróleo e derivados em ambientes marinhos, adjuntos a descoberta do pré-sal na costa brasileira em 2006, trazem como preocupação potenciais desastres ambientais causados por acidentes de derramamento do petróleo em ambientes marinhos. Atualmente, vários materiais estão sendo desenvolvidos e estudados para minimizar os impactos ambientais causados por estes derramamentos de óleos. Entre esses materiais, o uso de materiais sorventes tem apresentado grande potencial para o tratamento de efluentes na separação e coleta do óleo do meio aquoso. Neste estudo foi desenvolvido um material sorvente a partir de espuma de poliuretano revestida com formas alotrópicas de carbono com características hidrofóbicas e oleofílicas, reutilizável e com capacidade de sorção superior aos produtos disponíveis atualmente no mercado para a remoção de óleo da superfície do mar. Para isso, foram formuladas espumas de poliuretano a partir de diferentes densidades teóricas (8, 14, 20, 35 e 50 kg.m-3), dentre as quais foi selecionada a amostra com melhor desempenho a partir da caracterização realizada quanto as propriedades mecânicas e de sorção das mesmas. Com a espuma definida (espuma de massa específica teórica de 8 kg.m 3), foram avaliados dois métodos de revestimento, no qual a espuma selecionada foi adicionada a uma dispersão de estrutura de carbono previamente sonificada, variando o solvente utilizado (etanol e éter de
petróleo). Além disso, foram sintetizados dois óxidos de grafeno, a partir de grafite em flocos e grafite micronizado. As nanoestruturas de carbono (grafite, grafeno e nanotubos de carbono) foram dispersadas em solução por sonificação para revestir quimicamente as espumas, com o objetivo de torná-las seletivas ao óleo As espumas revestidas (sorventes) foram caracterizadas quanto a morfologia, propriedades mecânicas, térmicas, de sorção e reutilização. As amostras desenvolvidas com melhor desempenho foram as revestidas com grafite micronizado, óxido de grafeno reduzido sintetizado a partir de grafite micronizado, nanotubos de carbono de parede simples funcionalizados com –COOH e nanotubos de carbono de parede múltipla funcionalizados com –COOH, os quais apresentaram uma capacidade de sorção de aproximadamente 64, 65, 70 e 58 g.g-1, o qual para a espuma sem revestimento era de 18 g.g-1 em petróleo. Esses sorventes desenvolvidos apresentaram características hidrofóbicas e oleofílicas, além de apresentarem um bom desempenho no ensaio de reutilização e a saturação com a aplicação dos revestimentos foi reduzida de 48 a 76% em relação a espuma sem revestimento. Dessa forma, foi possível obter um sorvente reutilizável com características hidrofóficas e oleofílicas, e com alta capacidade de sorção com grande potencial para ser utilizado na remediação de desastres envolvendo o derramamento de petróleo e seus derivados. [resumo fornecido pelo autor]