1 Objetivos:Esse experimento objetiva a determinao do grau de intumescimento do poliacrilato de sdio, obtido atravs da equao: e da cintica desse intumescimento, obtida atravs da equao:, onde e B = (BRITO, et al, 2013).

2 Introduo:No mundo moderno atual, o emprego dos materiais polimricos tem se tornado cada vez mais necessrio. Tambm conhecidos como polmeros, esses materiais so frequentemente empregados em diversas reas, como a do automobilismo, da medicina e da aeronutica. Segundo a definio de Callister (2008), os polmeros so compostos orgnicos quimicamente baseados no carbono, no hidrognio e em outros elementos no metlicos e que possuem estruturas moleculares muito grandes. Alguns dos polmeros mais comuns e familiares so o cloreto de polivinila (PVC), o nilon e o poliacrilato de sdio (hidrogel).Os hidrogis pertencem a uma classe de materiais denominada Polmeros Superabsorventes (PSA), cuja principal caracterstica serem hidroflicos, ou seja, so capazes de absorver e reter gua. Quando secos, os hidrogis possuem aparncia granular e branca, porm, quando hidratados se apresentam na forma de um gel transparente (GONALVES; COSTA, 2009).O hidrogel comumente empregado em produtos de cuidados higinicos como as fraldas descartveis e os absorventes ntimos femininos. Tambm so utilizados na medicina, na produo de lentes de contato mais flexveis.Tendo em vista o uso do hidrogel em diversas reas essenciais e a sua importncia para a sociedade, o presente experimento visa determinao do intumescimento desse material e de algumas caractersticas relacionadas a essa propriedade.

3 Materiais e mtodos:Bquer 25 mLBquer 250 mLBquer 1000 mLBasto de vidroEsptulaPeneiraPoliacrilato de SdioguaCronmetro

Inicialmente, utilizando-se um bquer de 25 ml como recipiente, pesou-se, com o auxlio de uma balana de alta preciso, 0,295 gramas do poliacrilato de sdio. Para essa amostra do hidrogel, pr-determinou-se, tambm, os tempos de 30 segundos, 2 minutos e 30 segundos e 8 minutos, a serem posteriormente cronometrados.Em seguida, pesou-se, um bquer de 250 ml, obtendo uma massa de 103, 7 gramas (m tara). Na sequncia, adicionou-se aproximadamente 300 ml de gua da torneira em um bquer de 1000 ml. Aps a adio da gua, todo o polmero pesado foi transferido para o bquer e o cronmetro acionado simultaneamente.Logo em seguida, a suspenso inicial foi agitada, utilizando um basto de vidro. Prximo ao tempo pr-determinado de 30 segundos, a suspenso foi novamente agitada e passada pelo coador sobre outro bquer de 1000 ml.Assim que toda a suspenso foi transferida para o recipiente, o cronmetro foi pausado, obtendo o tempo de 30 segundos. Utilizando um papel toalha, a parte inferior do coador foi secada e transferida para o bquer de 250 ml que foi incialmente pesado. O bquer contendo o gel hidratado foi pesado obtendo-se uma massa de 124,05 gramas. A partir da subtrao da massa do bquer de 250 ml (m tara) deste valor obteve-se, a massa do hidrogel hidratado, que foi de 20, 32 gramas.Aps a pesagem, todo o gel hidratado foi retransferido para o bquer de 1000 ml que continha gua e o cronmetro foi reiniciado. A partir da primeira agitao da suspenso, todo o processo em seguida, descrito acima, foi repetido para os tempos de 2 minutos e 30 segundos e 8 minutos. Os tempos obtidos atravs da utilizao do cronometro foram 2 minutos e 28 segundos e 7 minutos e 59 segundos e as massas em gramas do hidrogel hidratado foram 49,07 e 58,52, respectivamente.A repetio completa do processo foi, por sua vez, realizada para outras trs amostras de pesos de aproximadamente 0, 300 gramas de poliacrilato de sdio, tendo cada uma, outros trs tempos pr-determinados. (Tabela 1).

Tabela 1: Valores de massa do hidrogel seco, do tempo pr-determinado, do tempo obtido atravs do cronmetro e da massa do hidrogel hidratado nesses intervalos de tempoMassa do hidrogel seco /gTempo pr-determinado/mm:ssTempo obtido/mm:ssMassa do hidrogel hidratado/g

01:0001:0027,04

0,30003:0003:0052,81

11:0011:0058,07

01:3001:2937,98

0,29804:0004:0154,85

15:0014:5758,07

02:0002:0043,19

0,30706:0006:0156,90

20:0020:0053,25

4 Resultados e anlise dos resultados:A equao , onde equivale massa do hidrogel hidratado em cada tempo t (obtido atravs do cronmetro)e onde a massa do polmero seco, permite o clculo do grau de intumescimento do poliacrilato de sdio em cada intervalo de tempo.A diviso do tempo obtido pelo grau de intumescimento resulta na cintica de intumescimento do hidrogel, que tambm dada pela equao: .O clculo desses dois valores descritos acima foi efetuado e, juntamente com as massas das quatro amostras do hidrogel pesadas (mo), as massas do hidrogel hidratado (mt) e com os tempos obtidos em segundos e minutos, que tambm foram transformados em minutos atravs de uma regra de trs simples, permitiram que se fosse construda a tabela abaixo:

Tabela 2: Valores de tempo em minutos e segundos, de tempo em minutos, da massa do hidrogel hidratado, da massa do hidrogel seco, do grau de intumescimento e da cintica do hidrogel.

t/(mm:ss)t/minmt/gmo/gWtt/Wt/min

00:300,5020,320,29567,960,007

01:001,0027,040,30089,100,011

01:291,4837,980,298126,30,012

02:002,0043,190,307139,80,014

02:282,4749,070,295165,50,015

03:003,0052,810,300175,00,017

04:014,0154,850,298182,10,022

06:016,0156,900,307184,40,032

07:597,9858,520,295197,60,038

11:0011,060,320,300200,10,055

14:5714,958,070,298199,20,073

20:0020,053,250,307172,60,116

Atravs dos valores de tempo obtidos e dos valores do grau de intumescimento do poliacrilato de sdio, foi possvel construir um grfico que relacionasse essas duas grandezas (Figura 1).

Figura 1: Grfico do grau de intumescimento do poliacrilato de sdio em funo do tempo.

A partir deste grfico, possvel observar que o grau de intumescimento por segundo, ou seja, maior quanto menor for o valor do tempo, e que esses maiores valores se encontram nos locais onde a inclinao do grfico maior (no intervalo de 30 a 148 segundos). Isso ocorre, pois, a capacidade de absoro da gua pelo hidrogel nesses valores de tempo ainda quase total.No intervalo de 148 a 479 segundos o grfico cresce mais lentamente, uma vez que o grau de intumescimento mximo vai sendo atingido. J no intervalo de 479 a 897 segundos o grfico tende a se tornar constante, o que mostra que o equilbrio de intumescimento atingido em pouco tempo (aproximadamente 7 minutos).J no intervalo de 897 a 1200 segundos, Wt tende a decrescer, uma vez que a matriz, que o hidrogel em sua forma hidratada, tende a desmanchar aps atingir o mximo de intumescimento devido ao seu alto carter hidroflico (DOMICIANO et al, 2010).

O tempo obtido, juntamente com a cintica de intumescimento do hidrogel calculada, permitiu que se construsse tambm, um grfico que relacionasse essas duas grandezas (Figura 2).

Figura 2: Grfico da cintica de intumescimento do poliacrilato de sdio em funo do tempo.A partir desse grfico possvel perceber que, as variveis t e , guardam entre si uma relao de linearidade. Dessa forma, atravs do calculo de regresso linear, obtm-se a equao de reta: .A reta estabelecida uma equao de 1 grau, de frmula bsica equivalente a: . Ao relacionar essa frmula bsica com a equao de reta obtida atravs da regresso linear, temos que o coeficiente angular a equivale a 0,00009 e que o coeficiente linear b possui o valor de 0,0021.Sendo assim, uma vez que a cintica de intumescimento do poliacrilato de sdio tambm pode ser calculada por , e que o grfico relaciona exatamente e t, temos tambm que coeficiente angular equivale a A e o coeficiente linear a B. Nessa equao ainda temos que y equivale a e x equivale a t.A partir dos valores de A e B, possvel calcular os valores de Ks, que a constante de intumescimento, e de Weq, que o intumescimento no equilbrio. De acordo com dados da literatura, B= , sendo assim, 0,0021= Logo , resultando em Weq= 476,2. A, por sua vez, fornecido por . Tendo 0,00009 = e, aps realizadas as devidas substituies, 3,968841xks= 1, o valor de ks obtido ks= 4,90(10-2)

6 Consideraes finais:A partir do experimento realizado conclui-se que os superabsorventes expandem-se at o seu volume mximo. No caso do poliacrilato de sdio, o equilbrio de intumescimento atingido em rapidamente e o seu valor de intumescimento mximo de 476,4 .A constante de intumescimento, por sua vez, equivale a

7 Referncias bibliogrficas:BRITO, Carlos W. de Q et al. Sntese e caracterizao de hidrogis compsitos a partir de copolmeros acrilamida-acrilato e caulim: efeito da constituio de diferentes caulins do nordeste brasileiro. Revista Qumica Nova, So Paulo,n.1, 2013.CALLISTER Jr, Willian D. Cincia e Engenharia de Materiais Uma Introduo. Traduo de Srgio Murilo Stamile Soares. 7. ed. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A, 2008.GONALVES, Isa Daniely T.F. COSTA, Israel Crescencio. Aplicao de polmeros superabsorventes para proteo de encostas de barreiras. IV Congresso de Pesquisa e Inovao da Rede Norte e Nordeste de Educao Tecnolgica, Blem, 2009. Disponvel em: < http://connepi2009.ifpa.edu.br/connepi-nais/artigos/227_2733_569.pdf >. Acesso em: 10 out. 2013.DOMICIANO, Matheus Gonzales et al. Hidrogis para a reteno e disponibilizao de gua para cultivos agrcolas. Revista Brasileira de Pesquisa em Alimentos, Campos Mouro, v.1, n.2, p.121-124, jul. dez/2010.