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Título: Síntese de hidrogéis superabsorventes como carreadores de herbicidas
Título em inglês: Synthesis of superabsorbent hydrogels as herbicide carriers
Autor(es): Oliveira, Marlizia Adja Lopes de
Orientador(es): Feitosa, Judith Pessoa de Andrade
Palavras-chave: Ciência dos materiais
Agrotóxicos
Hidrogéis
Herbicidas
Praguicidas
Data do documento: 20-Fev-2017
Citação: OLIVEIRA, M. A. L. (2017)
Resumo: A agricultura desempenha um importante papel econômico no Brasil. Segundo dados do Ministério da Agricultura, as exportações do agronegócio brasileiro somaram US$ 9,13 bilhões, em junho de 2015. O uso de agroquímicos é necessário para atender a grande demanda agrícola, porém as superdosagens de agrotóxicos, e os danos causados por algumas dessas substâncias, que são tóxicas, mutagênicas e cancerígenas, são preocupantes. No entanto, apesar da poluição ambiental causada pelos pesticidas, o uso dessas substâncias químicas, reduz gastos na economia norte-americana de até US$ 20 bilhões por ano. Desta forma, o problema não é o uso de insumos agrícolas nas lavouras e sim, a forma como esses agentes químicos estão sendo aplicados na agricultura. Como uma possibilidade para minimizar a superdosagem de pesticidas e, assim, diminuir os danos ambientais, estudos com hidrogéis superabsorventes com a função de carreadores de agroquímicos estão ganhando cada vez mais espaço no meio científico. Estes materiais poliméricos podem ser utilizados como veículo, no qual o principio ativo é ancorado e, subsequentemente, liberado gradualmente o composto incorporado em sua matriz para o meio no qual será inserido. Neste trabalho, sintetizamos e caracterizamos um hidrogel superabsorvente à base de acrilamida e acrilato de potássio (Pam-Acril), assim como, realizamos um estudo comparativo com um hidrogel comercial (Forth Gel®) de mesma composição química. Foram avaliadas diferentes metodologias de incorporação do herbicida 2,4-D na matriz polimérica dos hidrogéis e consequentemente, após análise, trabalhamos com os herbicidas metribuzim e atrazina, usando o nosso melhor método de incorporação. Como resultados, verificamos que a Metodologia de incorporação 3 (onde, acrescentou-se a solução do herbicida, de 1 em 1 mL, em um recipiente contendo 100 mg de hidrogel até observar-se o intumescimento máximo do gel) apresentou os melhores resultados. Obtivemos liberações do 2,4-D maiores que 90 % nos testes em água. O hidrogel sintetizado Pam-Acril, apresentou intumescimento maior que o hidrogel comercial Forth Gel®. Dados do FTIR e MEV comprovaram que o ancoramento dos herbicidas nos hidrogéis não degrada a matriz polimérica. Após a liberação dos herbicidas, os hidrogéis continuam cumprindo sua função base, ou seja, permanecem retendo uma grande quantidade de água no interior da matriz polimérica. Neste ponto, destacamos que o Pam-Acril com o herbicida atrazina – 10 g/L e metodologia de incorporação 3, apresentou um aumento de 38,1 % no grau de intumescimento hidrogel. Por fim, concluímos que os hidrogéis Pam-Acril e Forth Gel® apresentaram resultados favoráveis na proposta de carreadores de herbicidas.
Abstract: Agriculture plays an important role in Brazil. According to data from Agriculture Ministry, the exports from Brazilian agribusiness resulted in US$ 9.13 billions in July of 2015. The use of agrochemical products is necessary to meet the agricultural demand. However, superdosages of pesticides and damages caused by some of these substances, which are toxic, mutagenic, and carcinogenic, are reasons of concern. In spite of environmental pollution caused by pesticides, the management of these chemical substances reduces expences of up to US$ 20 billion per year in the American economics. By this way, the use of agricultural inputs in crops is not the problem but the management of these chemical agents on agriculture is. As a possibility of minimizing pesticide superdosage, then reducing environmental damages, studies about superabsorbent hydrogels which acts as pesticide carriers have gained more space at scientific research. These polymers can be used as carriers, where the active principle is anchored, then it is released gradually to the media where hydrogel was inserted. In this work, superabsorbent hydrogels based on acrylamide and potassium acrylate (Pam Acryl) were synthesized and characterized. In addition, a commercial hydrogel (Forth Gel®), which has the same composition of the another one was also used as comparison. Different methodologies of incorporation of the herbicide 2,4-D onto polymeric network of hydrogel were evaluated. After analysis, it was used the best method of incorporation to work with the pesticides metribuzin and atrazine. As results, it was verified that the methodology of incorporation 3 (where 1 in 1 mL solution of the herbicide was added in a flask containing 100 mg of hydrogel until the gel swelled up) was the best one. Releasing of 2,4-D higher than 90% was obtained at water. The hydrogel Pam Acryl showed swelling hiher than Forth Gel®. Data from FTIR and MEV proved that anchoring of herbicide into hydrogels does not degrade the polymeric network. After herbicide releasing, the hydrogels keep their basic function, that is, they keep storing a great amount of water onto their polymeric matrix. At this point, it is highlighted that Pam Acryl anchored with atrazine – 10 g/L and the methodology of incorporation 3 presented an increase of 38.1% on swelling degree of hydrogel. Finally, the hydrogels Pam Acryl and Forth Gel® showed favorable results as the propose of herbicides carriers.
Descrição: OLIVEIRA, M. A. L. Síntese de hidrogéis superabsorventes como carreadores de herbicidas. 2017. 130 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/22580
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