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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação do papel estabilizante/desestabilizante de polifosfatos em dispersões coloidais de argilas
Autor: Motta, Rayssa Jossanea Brasileiro 
Primeiro orientador: Oliveira, Rodrigo José de
Primeiro membro da banca: Rodrigues, Meiry Glaucia Freire
Segundo membro da banca: Vieira, Fernando Fernandes
Resumo: No desenvolvimento de fertilizantes com liberação controlada (CRF), ou fertilizantes inteligentes, um dos desafios é a síntese de materiais com ações múltiplas, como liberação de nutrientes, pesticidas, herbicidas e fungicidas. Um dos veículos utilizados em CRF’s é o hidrogel e, através do uso de argilas como reticuladores entre cadeias poliméricas este material, pode ser sintetizado. Três amostras de argilas diferentes foram estudadas: uma natural bruta, proveniente da cidade de Pedra Lavrada - PB, denominada localmente variedade bentonita rosa; uma argila natural industrializada, bentonita enogel estandar; uma argila sintética, Laponita RD (LRD). O presente trabalho tem como objetivo avaliar o papel estabilizante e/ou desestabilizante de polifosfatos em dispersões coloidais de argilas com intuito de obter novos hidrogéis que possam ser utilizados futuramente como CRF’s. As argilas, rosa e enogel, foram previamente tratadas. A argila rosa foi tratada com carbonato de sódio e a argila enogel foi lavada com água destilada para remoção de impurezas. Ambas as argilas foram caracterizadas através de ensaios de fluorescência de raios X, difratometria de raios X, Inchamento de Foster, índice de azul metileno e ponto de carga zero. Apresentaram teores de MgO, CaO e K2O, possuem argilomineral esmectítico, caulinita, quartzo e outras fases minerais. As argilas tratadas apresentaram inchamento alto, alto índice de azul de metileno quando comparadas com as argilas sem tratamento. Diante dos resultados obtidos, o estudo das interações das argilas, rosa e enogel, com polifosfato de cadeia curta (PPSC) e polifosfato de cadeia longa (PPLC) foram feitas com as argilas após tratamento. O estudo do papel estabilizante/desestabilizante dos polifosfatos iniciou com observações visuais do sistema argila-polifosfatos. A concentração de polifosfato (PP) é importante na estabilidade coloidal das dispersões de argila. Em menores concentrações de PP, este exerce papel estabilizante, enquanto, em maiores concentrações, desestabiliza as dispersões promovendo a separação de fases. Os resultados de espalhamento de luz dinâmico, potencial zeta e mobilidade mostraram que em 1,0 × 10^-2 mol.L^-1 PP, este atua estabilizando as dispersões coloidais, e, em paralelo, promove interações ponte entre partículas de argila, e o reflexo dessas interações são partículas de tamanho micrométrico e com carga altamente negativa. Nas dispersões onde há interações ponte, a força iônica altera o comprimento de persistência da ponte, e, consequentemente, o tamanho do agregado formado. Observações visuais e medidas reológicas de LRD com PP mostraram que a adição de polifosfato, o tamanho da cadeia e a concentração de argila alteram a resposta elástica das dispersões de LRD. Ao aumentar o tamanho da cadeia de polifosfato é possível modificar a viscosidade das dispersões, alterando o estado final destas. O efeito do tamanho da cadeia foi evidente nas dispersões com 2% (m/v) LRD devido a formação de um estado aprisionado, vidro de Wigner, cujas interações predominantes são repulsivas. O sistema argila rosa sódica com concentração de 1,0 × 10^-2 mol.L^-1 PP apresentou as melhores condições para desenvolver um material com potencial para atuar como fertilizante inteligente.
Abstract: In the development of controlled release fertilizer (CRF) or intelligent fertilizers, one of the challenges is the synthesis of multi-stock materials, such as release of nutrients, pesticides, herbicides and fungicides. One of the vehicles used in CRF's is the hydrogel and, through the use of clays as crosslinkers between polymer chains, this material can be synthesized. Three samples of different clays were studied: a crude natural, from the city of Pedra Lavrada - PB, denominated locally bentonite variety pink; an industrialized natural clay, standard bentonite enogel; a synthetic clay, Laponite RD (LRD). The present work aims to evaluate the stabilizing and / or destabilizing role of polyphosphates in colloidal dispersions of clays in order to obtain new hydrogels that can be used in the future as CRF’s. The clays, pink and enogel, were previously treated. The pink clay was treated with sodium carbonate and the enogel clay was washed with distilled water to remove impurities. Both clays were characterized by X-ray fluorescence assays, X-ray diffraction, Foster swelling, methylene blue index and zero load point. They presented MgO, CaO and K2O contents, possess smectite clay, kaolinite, quartz and other mineral phases. The treated clays showed high swelling, high methylene blue index when compared to untreated clays. Based on the results obtained, the interaction of the clays, pink and enogel, with short chain polyphosphate (PPSC) and long chain polyphosphate (PPLC) were done with the clays after treatment. The study of the stabilizing / destabilizing role of polyphosphates started with visual observations of the clay-polyphosphate system. The concentration of polyphosphate (PP) is important in the colloidal stability of the clay dispersions. At lower concentrations of PP, it exerts stabilizing role, while, in higher concentrations, it destabilizes the dispersions promoting the separation of phases. The results of dynamic light scattering, zeta potential and mobility showed that in 1,0 × 10^-2 mol.L^-1 PP, it acts to stabilize the colloidal dispersions, and, in parallel, promotes bridging interactions between clay particles, and the reflection of these interactions are particles of micrometric size and with highly negative charge. In dispersions where there are bridge interactions, the ionic strength changes the bridge's persistence length, and hence the size of the aggregate formed. Visual observations and rheological measurements of LRD with PP showed that addition of polyphosphate, chain size and clay concentration alter the elastic response of LRD dispersions. By increasing the size of the polyphosphate chain it is possible to modify the viscosity of the dispersions by changing the final state of these dispersions. The effect of chain size was evident in dispersions with 2% (m / v) LRD due to the formation of a trapped state, Wigner glass, whose predominant interactions are repulsive. The system rose pink clay with a concentration of 1,0 × 10^-2 mol.L^-1 PP presented the best conditions to develop a material with potential to act as an intelligent fertilizer.
Palavras-chave: Fertilizante inteligente
Argila rosa
Estabilidade coloidal
Esmectitas
Smectites
Colloidal stability
Pink clay
Smart fertilizer
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ
Citação: MOTTA, R. J. B. Avaliação do papel estabilizante/desestabilizante de polifosfatos em dispersões coloidais de argilas. 2018. 118f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3196
Data de defesa: 19-Jul-2018
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