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Title: Síntese, caracterização e aplicação de hidrogel derivado de acetato de celulose e etilenodiaminotetracético (EDTA) como substrato de liberação controlada de fertilizantes NPK e retenção de água em solo.
Authors: Senna, André Martins
metadata.dc.contributor.advisor: Botaro, Vagner Roberto
Novack, Kátia Monteiro
Keywords: Adubos e fertilizantes
Acetato de celulose
Issue Date: 2015
Citation: SENNA, André Martins. Síntese, caracterização e aplicação de hidrogel derivado de acetato de celulose e etilenodiaminotetracético (EDTA) como substrato de liberação controlada de fertilizantes NPK e retenção de água em solo.2015. 125f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.
Abstract: Este trabalho reporta os resultados dos estudos sobre a síntese, caracterização e aplicação de hidrogel (HEDTA) obtido da reação entre acetato de celulose com grau de substituição 2,5 e EDTAD (dianidrido do EDTA ácido) como substrato de liberação controlada de fertilizantes NPK e retenção de água em solo. O HEDTA foi sintetizado através de reações de esterificação e entrecruzamento entre os grupos hidroxilas livres do acetato de celulose (AC) e o EDTAD, a reação foi catalisada pela trietilamina. As caracterizações do HEDTA foram realizadas através das técnicas: Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia na região próxima do infravermelho (NIR), análise termogravimétrica (TG e DTG) e a densidade de ligações cruzadas foi determinada através de um conjunto de técnicas: Determinação de ligações cruzadas através da teoria de Flory-Rehner, titulação potenciométrica e titulação complexométrica de retorno. O HEDTA é um hidrogel anfótero, devido a capacidade de formar cargas positivas e negativas ao longo da rede polimérica, através desta propriedade, o HEDTA mostrou boa interação com cátions e ânions em meio aquoso. O HEDTA foi estudado como substrato de liberação controlada de fertilizantes NPK (íons NH4+; HPO4-2 e K+) e retenção de água em solo. Os resultados de liberação controlada de NPK e retenção de água em solo, evidenciaram que o HEDTA liberou NPK em solo de maneira controlada e o solo reteve água por um período maior. Após os estudos laboratoriais de liberação controlada de NPK, foi produzido quantidade suficiente de HEDTA para realizar um estudo de campo. O objetivo principal do estudo de campo foi estudar a aplicação do HEDTA como substrato de liberação controlada de NPK e retenção de água em solo na plantação de eucalipto (espécie: Eucalyptus Urophylla x Eucalyptus Grandis), os resultados evidenciaram que as mudas de eucalipto se desenvolveram mais rapidamente com o uso de HEDTA. Através de análises de biodegradação em solo ativado, ficou evidenciado que o HEDTA é biodegradável. ________________________________________________________________________________
ABSTRACT: This work reports the results of studies on the synthesis, characterization and application of hydrogel (HEDTA) derived from cellulose acetate with substitution degree (DS 2.5) and EDTAD (ethylenediaminetetraacetic dianhydride) as a substrate for slow-release NPK fertilizer and water retention in soil. The HEDTA was synthesized by esterification crosslinking reactions between the free hydroxyl groups of the cellulose acetate DS 2.5 (CA) and EDTA dianhydride (EDTAD), the reactions were catalyzed by triethylamine. The characterizations of the HEDTA were carried out by FTIR, near infrared (NIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TG and DTG) and crosslink density was determined through a set of techniques and according to Flory-Rehner theory. The HEDTA is an amphoteric hydrogel due to the ability to form positive and negative charges along the polymer network, by this property, the HEDTA showed good interaction with cations and anions in aqueous medium. The HEDTA was studied as a substrate for slow-release NPK fertilizer (NH4+, and K+ HPO4-2) and water retention in soil. The results of slow-release NPK fertilizer and water retention in soil have shown that the HEDTA have released NPK fertilizer in a controlled manner. The HEDTA was able to reduce the leaching of fertilizers and improve the performance of eucalyptus seedlings (specie: Eucalyptus urophylla x Eucalyptus Grandis) during the dry season in Brazil. The HEDTA has chemical and physical properties which allow the supply of water and nutrients in a controlled manner to the plants. The biodegradation of the HEDTA was investigated in simulated soil (23% of sand, 23% of cattle manure, 23% of soil and 31% of water). The biodegradability of the HEDTA was evaluated by the weight loss during 180 days and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The results showed that the HEDTA is biodegradable.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6307
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor(a), 17/02/2016, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.
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