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Oemprego atual de polímerosna vida diária é cada vez maissignificativo. Polímeros são

macromoléculas de alta massa molar,formadas por unidades de moléculasmenores, chamadasmonômeros. Estes rea-gem por adição ou con-densação, produzindopolímeros com diferen-tes propriedades físico-químicas e mecânicas.Essas propriedadesvariam de acordo coma sua composição, mé-todo de preparação eprocessamento tecno-lógico (Mano e Mendes, 1999).

A versatilidade de uso dos políme-ros é muito grande, pois atualmente háuma enorme variedade desses mate-riais, com excelentes propriedades me-cânicas, térmicas, óticas, elétricas, su-perabsorventes etc. (Wan et al., 2001;De Paoli, 2001; Faez et al., 2000).

Os polímeros superabsorventesconstituem uma classe de materiaisque possui grande afinidade pela água.Os mais utilizados em nosso cotidiano(Figura 1) são a poliacrilamida (PA),que absorve água por meio da forma-ção de pontes de hidrogênio; e o polia-crilato de sódio (PAS), no qual omecanismo de absorção é, primaria-mente, por osmose. A pressão osmó-

tica faz que o poliacrilato de sódioabsorva água para equilibrar a concen-tração de íons sódio dentro e fora dopolímero (Shakhashiri, 1985).

Considerando os diferentes meca-nismos de absorçãodos dois materiais, épossível observar que,experimentalmente, apoliacrilamida é muitomenos sensível aoefeito das impurezasda água do que o poli-acrilato de sódio, poisessencialmente formapontes de hidrogêniocom a água, facilitan-

do a absorção e o intumescimento. Apoliacrilamida foi testadacomo componente deabsorventes e fraldas des-cartáveis, mas foi aban-donada devido ao exces-sivo aumento de massa evolume dos materiais. Opoliacrilato de sódio foiintroduzido em fraldas des-cartáveis no início da déca-da de 80, tendo revolucio-nado esse mercado, pois,além de permitir uma redu-ção na massa média dasfraldas em torno de 50%,aumentou muito sua quali-dade absorvente. Esses

materiais superabsorventes são du-ráveis e resistentes ao ataque de micro-organismos, o que tem levado os pes-quisadores a buscar novos materiaisabsorventes que tenham menor durabi-lidade ao serem descartados no meioambiente (Yuk et al., 1996 e Martin,1996).

O tema polímeros é pouco trabalha-do, hoje, nas escolas brasileiras de En-sino Médio, principalmente pela falta detextos e experimentos adequados às ne-cessidades de tais escolas. Para minimizara complexidade desse assunto, podemser utilizados exemplos relacionados aocotidiano, verificando-se as propriedadesdos materiais poliméricos e relacionando-as com a sua estrutura molecular.

Recebido em 26/4/01, aceito em 8/4/02

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José Carlos Marconato e Sandra Mara M. Franchetti

Neste trabalho, propõe-se uma forma alternativa para o ensino de polímeros, por meio da utilização das fraldasdescartáveis, um material constituído essencialmente de polímeros de origem natural ou sintética.

polímero superabsorvente, ensino alternativo

Figura 1: Estruturas do poliacrilato de sódio e da poliacri-lamida.

Polímeros superabsorventes

O tema polímeros é poucotrabalhado, hoje, nasescolas brasileiras de

Ensino Médio,principalmente pela faltade textos e experimentos

adequados àsnecessidades de tais

escolas

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ObjetivosPropor uma forma alternativa para

o ensino de polímeros (estrutura e pro-priedades), por meio de um experimen-to simples, utilizando fraldas descartá-veis, um material acessível e facilmenteencontrado no mercado.

Materiais

Amostras de água (torneira, desti-lada, mineral), soluções aquosas deNaCl a 1% e 10%, fraldas descartáveis,poliacrilato de sódio (encontrado nasfraldas descartáveis, como flocgel, etambém em floriculturas, como cristald’água), béqueres de 100 mL, balança,tesoura e uma peneira.

Parte experimental

Análise de uma fralda descartávelUma fralda descartável deve ser

desfeita separando cada uma de suaspartes, e identificando-as (Figura 2) deacordo com a composição descrita norótulo da embalagem.

Essa análise vai permitir ao alunoobservar que as fraldas descartáveissão constituídas, essencialmente, depolímeros, naturais ou sintéticos.

As partes identificadas na Figura 2são:

(1) Filme de polietileno: polímerosintético, hidrofóbico, cuja função é aju-dar a evitar o vazamento de líquido pa-ra fora da fralda.

(2) Polpa de celulose: polímero na-tural, hidrofílico. Associado às partícu-las do polímero superabsorvente, auxi-lia na retenção da umidade.

(3) Poliacrilato de sódio (flocgel):polímero síntético, superabsorvente,utilizado na forma de pequenos cristais.Material com grande capacidade de re-tenção de água.

(4) Não tecido de polipropileno:polímero sintético de natureza hidrofó-bica. Após receber um tratamento comsurfactantes, que reduz a tensão super-ficial do material (tornando-o hidrofí-lico), permite o escoamento do líquidopara a camada absorvente. É a parteda fralda que tem contato direto como bebê.

(5) Elásticos: polímero sintético, ge-ralmente feito de fios de poliuretanas,borracha ou lycras, são utilizados paramelhor ajuste das fraldas ao corpo dobebê.

(6) Adesivos termoplásticos: cons-tituídos de polipropileno impregnadocom adesivo, são utilizados para ofechamento das fraldas.

(7) Faixa de ajuste frontal: constituí-da de filmes de polipropileno, é coladacom adesivos sobre a fralda. Sua uti-lidade é permitir abrir e fechar a fraldatantas vezes quantas forem neces-sárias, sem danificá-la.

Determinação da capacidade deabsorção de água do poliacrilato desódio

Pese cinco amostras de 0,25 g depoliacrilato de sódio e coloque-as emdiferentes béqueres, numerando-os de1 a 5 (utilize o poliacrilato de sódio adqui-rido em floriculturas, mais conhecido co-mo cristal d’água). Acrescente em cadabéquer 50 mL das diferentes amostrasde água e soluções salinas. Aguardecerca de 30 min, observando o experi-mento. Filtre os géis de poliacrilato desódio (peneira fina), para remover o ex-

cesso de água. Com auxílio de uma ba-lança e de uma folha de papel alumínio,pese-as novamente e calcule o aumentode massa devido à absorção de água.

ResultadosOs resultados apresentados na

Tabela 1 revelam a capacidade su-perabsorvente apresentada pelo polia-crilato de sódio, que pode ser aindamaior para tempos de contato maiores.É interessante observar que a presençade eletrólitos na água reduz a capaci-dade absorvente do poliacrilato de só-dio. Isto ocorre porque o mecanismo deabsorção dá-se por osmose. Essefenômeno pode ser melhor visualizadoutilizando um pouco do gel de PAS (PAScom água) e adicionando sobre elecloreto de sódio sólido (sal de cozinha).A adição de sal faz que ocorra umaliberação de solvente (água), quase queinstantaneamente, no sentido de que aconcentração de íons sódio seja equili-brada dentro e fora do polímero.

Tabela 1: Aumento de massa do poliacrilato de sódio após contato de 50 minutos comdiferentes amostras de água e soluções.

Amostra Massa de poliacrilato Massa de poliacrilato de Massa de águade sódio / g sódio hidratado / g absorvida / g

Água destilada 0,25 35,25 35,00

Água mineral 0,25 29,98 29,73

Água de torneira 0,25 21,51 21,26

Solução (NaCl 1%) 0,25 4,77 4,52

Solução (NaCl 10%) 0,25 3,08 2,83

Polímeros superabsorventes

Figura 2: Fralda descartável, com cada uma de suas partes.

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A Figura 3 apresenta aspectos dopolímero superabsorvente seco e hidra-tado após contato com a água. A dife-rença é visual e clara, mostrando a fun-ção do polímero na fralda descartável.

Questões propostas

O que são polímeros?Qual é a composição de uma fralda

descartável e qual a função de cadamaterial? Esses materiais são naturaisou sintéticos?

Qual desses materiais tem maiorafinidade pela água? Por que?

Discuta o que é mais viável descar-tar na natureza: as fraldas de tecido ouas descartáveis? (levando em conside-ração a escassez de recursos hídricose a utilização de agrotóxicos para ocultivo do algodão).

Teste a capacidade de retenção dasdiferentes marcas de fralda e desco-brir qual é a melhor e porquê.

ConclusõesEssa metodologia foi empregada

por professores do Ensino Médio, parti-cipantes do projeto Pró-CiênciasCapes-Fapesp (2000), no ensino dotema polímeros, e gerou um maior in-teresse e atenção por parte dos alunos,assim como discussões pertinentes eenriquecedoras sobre o tema.

Notas(i) A capacidade absorvente do

poliacrilato de sódio é dependente do

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MANO, E.B. e MENDES, L.C. Introdu-ção a polímeros. São Paulo: EditoraEdgard Blücher, 1999.

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ou mal necessário? São Paulo: EditoraModerna, 1998.

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agua/guia/aguamineral.htmhttp://www.aguamineralbio.hpg.ig.

com.br/ciencia_e_educaçao/5/index_int_6.html

Polímeros superabsorventes

teor de sais dissolvidos na água utiliza-da. Portanto, é possível que resultadosdiferentes daqueles apresentados naTabela 1 sejam obtidos para os diferen-tes tipos de água mineral existentes emnosso mercado. O mesmo pode ocorrercom a água de torneira, que tem a suacomposição química alterada de umalocalidade para outra. No caso da águamineral, recomenda-se a leitura do rótulona embalagem, para uma avaliação dacomposição química (teor de saisdissolvidos) e das características físico-químicas, como o pH.

Águas minerais são aquelas que,devido à sua composição química ouàs características físico-químicas, sãoconsideradas benéficas à saúde. Sãoáguas de superfície que se infiltraram nosubsolo e conseguiram atingir profundi-dades maiores e que, por isto, enrique-ceram-se em sais, adquirindo novas ca-racterísticas físico-químicas, como o pHmais alcalino (Lancia et al., 1994).

Convém ressaltar também que todaágua natural, por mais pura que seja,contém um certo teor de sais dissolvi-dos e diferentes valores de pH.

(ii) O poliacrilato de sódio é umasubstância não tóxica, produzido atra-vés da polimerização entre o acrilatode sódio e o ácido acrilíco.

José Carlos Marconato (marconat@rc.unesp.br), bacha-rel em Química e doutor em Ciências (Físico-Química)pela Universidade Federal de São Carlos, é docentedo Departamento de Bioquímica e Microbiologia(DBM) do Instituto de Biociências de Rio Claro daUniversidade Estadual Paulista (IBRC-Unesp). SandraMara M. Franchetti (samaram@rc.unesp.br), licencia-

Figura 3: Amostras de poliacrilato de sódio (cristal d’água) seco e hidratado.

Abstract: Superabsorbent Polymers and Disposable Diapers: an Alternative Material for the Teaching of Polymers – This paper presents an alternative means for the teaching of polymers, through the useof disposable diapers, a material essentially constituted of polymers of natural or synthetic origin.Keywords: superabsorbent polymer, alternative teaching

da e bacharel em Química pelo Instituto de Químicada Unesp em Araraquara e doutora em Ciências (áreade Físico-Química) pela Unicamp, é docente do DBM/IBRC-Unesp.