Preparo e caracterização de fibras adsorventes de íons Cu (II) à base de Eudragit® L100 via processo de eletrofiação

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Ana Beatriz da
• Orientador(a): Martins, Alessandro Francisco
• Banca de defesa: Martins, Alessandro Francisco , Bezerra, Fabricio Maesta , Santos Júnior, Oscar de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Londrina
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Compostos poliméricos; Eletrofiação; Fibras; Adsorção; Íons metálicos; Águas residuais; Polymeric composites; Electrospinning; Fibers; Adsorption; Metal ions; Sewage
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25390

Muitos problemas ambientais e de saúde são causados pela poluição por metais tóxicos em águas residuárias. Um desses metais é o cobre, e seu acumulo no organismo humano pode causar sérias consequências. Várias tecnologias têm sido desenvolvidas para o tratamento e remoção desses metais, sendo um dos mais promissores a adsorção. Para que ocorra o processo de adsorção é necessário à utilização de um material adsorvente. Quanto maior sua área superficial, melhor será a eficácia de adsorção. Assim, a utilização de fibras para a adsorção, pode favorecer esse processo. As fibras podem ser desenvolvidas de várias formas, dando destaque para o processo de eletrofiação que é considerado de fácil acesso e usado no desenvolvimento de fibras finas. Para o desenvolvimento de fibras, neste trabalho foi utilizado o Eudragit® L100, um copolímero aniônico derivado do ácido acrílico e éster metílico do ácido metacrílico, e os solventes dimetilformamida (DMF) e etanol (ETOH). O processo de eletrofiação foi otimizado por meio de um planejamento fatorial 22 de variável independente, com três repetições no ponto central. A condição experimental que promoveu o menor diâmetro de fibra no planejamento fatorial foi 14% m/v de Eudragit® L100 em solução, usando 80% v/v de ETOH (condição E14(ETOH80)) em uma mistura ETOH/DMF. Esta condição promoveu fibras finas com diâmetro médio de 259 ± 53 nm. As fibras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do infravermelho no modo refletância total atenuada (FTIR-ATR) e análise térmica (DSC). Também foram realizados estudos de intumescimento e estabilidade contra dissolução em água. Após a otimização do processo foi realizado estudos de adsorção de íons Cu (II). Para o estudo cinético, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentas foi o de pseudo-segunda ordem. As fibras apresentaram capacidade máxima de adsorção (qe) de aproximadamente 40 mg g-1 . Um ciclo de adsorção/dessorção confirmou que as fibras podem ser reutilizadas. Testes de atividade antimicrobiana também foram realizados. A fibra de Eudragit® L100 contendo íons cobre(II) adsorvidos (amostra E14/Cu) apresentou atividade bacteriostática contra Pseudomonas aeruginosa (bactéria Gram-negativa) e Staphylococcus aureus (bactéria Gram-positiva). Pela primeira vez, foi otimizado o processo de eletrofiação para a obtenção de fibras à base de Eudragit L100, utilizando os solventes dimetilformamida (DMF) e etanol (ETOH), para a utilização como potencial adsorvente de íons Cu(II) em meio aquoso.