UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE...

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

EEL – ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

Letícia Helen Cabral Nicolau

Óxidos de amina e suas diferentes aplicações

Lorena – SP

2014

Letícia Helen Cabral Nicolau

Óxidos de amina e suas diferentes aplicações

Projeto final de monografia apresentado à

Universidade de São Paulo como requisito para a

conclusão de Graduação do Curso de Engenharia

Química.

Área de Concentração: Química Orgânica

Orientador: Prof. Dr. Antônio Aarão

Serra

Lorena – SP

2014

Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial deste trabalho, por qualquer meio convencional ou eletrônico, para fins de estudo e pesquisa, desde que citada a fonte

DEDICATÓRIA

À minha família, Márcia E. Cabral, Gilson S. Mattos e Décio J. Nicolau que sempre torceram e acreditaram muito em mim; Aos meus amigos, que tornaram a fase universitária divertida e maravilhosa.

RESUMO

Nicolau, L. H. C. Óxidos de amina e suas diferentes aplicações. 2014. 48f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.

O consumo de tensoativos vem aumentando em função do crescimento da

população, da melhoria geral das condições de vida e maior disponibilidade nos países

menos desenvolvidos. Juntamente com o aumento de consumo, está o aumento da

qualidade demandada. Pensando nisso, os óxidos de amina se encaixam nesta nova

categoria, podendo diferenciar-se dos demais tensoativos. São tensoativos não-

iônicos descobertos em 1934; porém, suas características e aplicações ainda são

pouco conhecidas. Suas principais aplicações são em limpadores domissanitários,

realizando espessamento e estabilização de espuma. Este trabalho visou conhecer

um pouco mais das características e, consequentemente, das aplicações de tais

substâncias. Como objetivo principal, encontra-se a avaliação do comportamento

dos óxidos de amina em sistemas com hipoclorito de sódio e peróxido de

hidrogênio, através de análises de viscosidade, pH e teor de oxidante em

formulações de limpadores. Nota-se que os óxidos de aminas são responsáveis

pelo espessamento de tais formulações, além de estabilizar o teor de peróxido de

hidrogênio no sistema, gerando formulações transparentes e viscosas. Verifica-se

também que óxidos de amina de cadeia amidopropril não são estáveis em meios

clorados.

Palavras chave: Aminas Óxidas. Te n s o a t i vo s . Óxido de Alquildi m e t i l a m i n a

Abstract

Nicolau, L.H.C. Amine oxides and their different applications. 2014. 48f. Monograph of

Course Conclusion (Graduation) – Engineering School of Lorena, University of São

Paulo, Lorena, 2014.

The use of surfactants has been increasing due to population growth, the general

improvement of living conditions and greater availability in less developed countries.

Along with the increase in consumption is increasing demanded quality. Thinking about

it, amine oxides fit into this new category, which can be differentiated from other

surfactants. Non-ionic surfactants discovered in 1934; however, their characteristics and

applications are still little known. Its main applications are in household cleaning

cleaners, performing thickening and foam stabilization. This study aimed to know a little

more of the properties and, consequently, the applications of such substances. Its

principal objective is to assess the behavior of amine oxides in the midst of sodium

hypochlorite and hydrogen peroxide through viscosity analysis, pH and oxidant content

in cleaners formulations. Note that amine oxides are very stable in such systems,

contributing to the increase of viscosity and stabilization of hydrogen peroxide.

Kewords: Amine oxide. Surfactants. Alkyldimethylamine oxide.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Esquema de um tensoativo ............................................................................ 13

Figura 2 – Representação de uma micela e de uma micela inversa ............................... 14

Figura 3 - Representação esquemática da superfície de separação .............................. 18

Figura 4 - Progressão na adição de um tensoativo à água ............................................. 19

Figura 5 – Estrutura de um Óxido de Dodecildimetilamina ............................................. 22

Figura 6 - Estrutura de um Óxido de Dodecil Hidroxietilamina ........................................ 22

Figura 7 - Reação de hidrólise do triglicerídeo ................................................................ 23

Figura 8 – Fluxograma das rotas de produção das aminas e seus derivados. ............... 24

Figura 9 - Esquema da reação básica de síntese de óxidos de amina ........................... 25

Figura 10 – Estrutura química do óxido de cocoamidopropilamina ................................. 30

Figura 11 – Reação química para titulação do cloro ativo .............................................. 32

Figura12 – Reação química para titulação do peróxido de hidrogênio ........................... 32

Figura 13 – Amostras transparentes e Amostra VI degradada ....................................... 36

Figura 14 - Gráfico do cloro residual nas amostras durante 120 dias. ............................ 37

Figura 15 – Gráfico do cloro residual das amostras na segunda fórmula ....................... 40

Figura 16 – Gráfico do volume e estabilização de espuma ............................................. 41

Figura 17 – Gráfico do residual de H2O2 nas amostras .................................................. 45

Lista de Tabelas

Tabela 1 - Exemplos de óxidos de aminas conhecidos .................................................. 26

Tabela 2 – Tipos de óxidos de aminas utilizados nos testes .......................................... 29

Tabela 3 – Composição da cadeia carbônica do côco .................................................... 29

Tabela 4 - Tensoativos utilizados no trabalho ................................................................. 30

Tabela 5 – Reagentes utilizados nos testes. ................................................................... 31

Tabela 6 – Equipamentos utilizados nos testes .............................................................. 31

Tabela 7 – Formulação inicial usada para testes ............................................................ 34

Tabela 8 – Resultados das variáveis medidas no primeiro dia ....................................... 35

Tabela 9 - Resultados do pH durante os 3 meses de estabilidade em ambiente ........... 36

Tabela 10 - Resultados dos teores de cloro durante 4 meses à 20 ºC ........................... 37

Tabela 11 – Segunda formulação usada no teste ........................................................... 38

Tabela 12 - Resultados das variáveis medidas no primeiro dia ...................................... 38

Tabela 13 - Resultados dos teores de cloro após 37 dias em estufa .............................. 39

Tabela 14 – Resultados do teste de espuma .................................................................. 41

Tabela 15 – Formulação empregada para o Teste 2 ...................................................... 42

Tabela 16 – Resultados das variáveis medidas inicialmente .......................................... 43

Tabela 17 – Resultados dos pH das amostras durante 7 meses .................................... 43

Tabela 18- Resultados dos teores de peróxido de hidrogênio após 7 meses. ................ 44

Tabela 19 - Resultados da percentagem residual de H2O2 (%) ...................................... 44

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 10

1.1 CONTEXTO DO SETOR ................................................................................... 10

1.2 TENDÊNCIA VERDE ......................................................................................... 10

1.3 OBJETIVO ......................................................................................................... 11

1.3.1 OBJETIVO GERAL...................................................................................... 11

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................... 12

1.4 JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 12

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................... 13

2.1 CONCEITO DE TENSOATIVOS ....................................................................... 13

2.2 PRINCIPAIS APLICAÇÕES COMERCIAIS DOS TENSOATIVOS .................... 16

2.3 TENSÃO SUPERFICIAL ................................................................................... 17

2.4 FORMAÇÃO DE ESPUMA ................................................................................ 19

2.5 HIPOCLORITO DE SÓDIO ............................................................................... 20

2.6 PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO .......................................................................... 20

2.7 ÓXIDO DE AMINA ............................................................................................. 21

2.7.1 ESTRUTURA QUÍMICA DOS ÓXIDOS DE AMINA .................................... 21

2.7.2 ÓXIDOS DE AMINA CONHECIDOS .......................................................... 25

2.7.3 TOXICIDADE .............................................................................................. 26

2.7.4 MEIO AMBIENTE ........................................................................................ 27

2.7.5 APLICAÇÕES CONHECIDAS .................................................................... 27

3 MATERIAIS E MÉTODOS ....................................................................................... 28

3.1 TENSOATIVOS E REAGENTES ....................................................................... 30

3.2 EQUIPAMENTOS E VIDRARIAS ....................................................................... 31

3.3 METODOLOGIA EXPERIMENTAL ................................................................... 32

3.3.1 ANÁLISES QUÍMICAS E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS ................... 32

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................. 34

5. CONCLUSÃO .......................................................................................................... 46

6. TRABALHOS FUTUROS ......................................................................................... 46

BIBLIOGRAFIAS ............................................................................................................. 47

10

1. INTRODUÇÃO

1.1 CONTEXTO DO SETOR

As aplicações dos tensoativos em ciência e indústrias são inúmeras, variando

de processos de produções primárias tais como recuperação e purificação de

matérias-primas na mineração e indústrias petroquímicas, até incremento da

qualidade no acabamento de produtos, tais como de tintas, cosméticos,

farmacêuticos e de alimentos. À medida que as demandas econômicas, ecológicas e

de desempenho são colocadas em processos e produtos, parece óbvio a

necessidade de entender as relações entre as estruturas químicas destes materiais e

suas manifestações físicas em circunstâncias particulares (Myers, 2006).

As propriedades desejadas vão variar para diferentes aplicações. Por esta

razão, características como solubilidade, capacidade de redução da tensão

superficial, concentração micelar crítica (cmc), poder de detergência, controle de

umectação e capacidade de gerar espuma podem fazer o desempenho do tensoativo

bom em algumas aplicações e ruim em outras. O tensoativo universal que possui

todas estas variedades necessárias para aplicação dos tensoativos ainda tem que

surgir dos laboratórios industriais ou acadêmicos (Myers, 2006).

1.2 TENDÊNCIA VERDE

Sustentabilidade é uma palavra cada vez mais utilizada pelas empresas de

diversos setores, e vem sendo responsável por uma mudança de comportamento

dos consumidores e empresários. Ela impulsiona a busca por novos rumos para o

desenvolvimento de matérias primas e produtos, gestão ambiental, otimização de

11

recursos energéticos, tratamento de resíduos, gestão de pessoas e comportamento

de consumo (Leite, 2010).

Os produtos chamados amigos do meio ambiente, “eco-friendly”, já atingem

não só o mercado de cosméticos, mas estão presentes também nos produtos para

cuidado do lar, que até pouco tempo estavam isentos desta tendência ambiental. O

mercado vem testemunhando um grande número de lançamentos de produtos que

empregam insumos de origem vegetal, o que indica que a demanda do consumidor

por soluções eco-amigáveis para a limpeza está em ascensão (Leite, 2010).

Portanto, um dos maiores desafios para a indústria química contemporânea é

desenvolver-se ligada às necessidades humanas e ambientais, sem deixar de

satisfazer interesses econômicos (Leite, 2010).

1.3 OBJETIVO

1.3.1 OBJETIVO GERAL

O projeto visa conhecer as características dos óxidos de amina e suas

diferentes aplicações. Como primeiro passo a tal propósito, alguns testes importantes

para sua diferenciação dos outros tensoativos usuais foram realizados, tais como seu

comportamento em meios clorados e oxigenados.

O trabalho foi realizado no laboratório de uma planta industrial química,

especializada na produção de tensoativos, situada no Vale do Paraíba, São Paulo –

Brasil.

12

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Avaliar a performance dos óxidos de amina em meio clorado;

Avaliar a performance dos óxidos de amina em meio com peróxido de

hidrogênio;

Encontrar e incentivar diferentes aplicações para tais tensoativos.

1.4 JUSTIFICATIVA

Com a chegada da mulher no mercado de trabalho, a busca por praticidade e

qualidade aumentou. Atualmente, conceitos como sustentabilidade, praticidade e

qualidade fazem parte do dia-a-dia dos consumidores.

É pensando neste novo mercado consumidor, que surgiu a ideia deste

trabalho.

Os óxidos de amina são conhecidos desde a década de 40, porém, suas

aplicações ainda são pouco conhecidas.

Percebe-se que tem imenso diferencial em variadas áreas de aplicação. São

versáteis, possuem vantagens ecológicas e toxicológicas, são considerados

tensoativos suaves, geram espuma cremosa, são resistentes à eletrólitos, entre

outras características a serem descobertas.

Diante do enorme potencial dos óxidos de amina, a indústria química

mencionada deseja estudá-los para conhecer suas características e difundir seu

mercado de atuação.

13

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 CONCEITO DE TENSOATIVOS

Os tensoativos são moléculas anfifílicas, isto é, possuem duas regiões de

polaridades diferentes: polar (ou hidrofílica) e apolar (ou hidrofóbica), como mostra a

Figura 1. São compostos capazes de reduzir a tensão superficial e auxiliam na

solubilização de compostos hidrofílicos em solventes hidrofóbicos, ou vice-

versa, devido à sua natureza anfifílica (Cordeiro, 2012).

Figura 1 – Esquema de um tensoativo

Fonte: (Neder e Leal Filho, 2005)

Em meio aquoso, os tensoativos são capazes de formar micelas, agregados

esféricos, dispostos de modo que os segmentos hidrofílicos interajam com a fase

aquosa, enquanto que os segmentos lipofílicos interajam com a fase orgânica

(Cordeiro, 2012).

A estrutura de uma micela típica é representada na Figura 2. A estrutura

oposta, chamada de micela reversa, também pode ser formada (Figura 2), onde o

segmento lipofílico interage com a fase orgânica e contínua, enquanto que o

grupo de cabeça, hidrofílico, direciona-se para o núcleo da micela, interagindo com a

fase aquosa (Cordeiro, 2012).

Como consequência destas características, algumas destas substâncias

atuam como detergentes ou agentes emulsificantes, dispersantes ou solubilizantes.

14

Atualmente encontram um vasto campo de aplicação, abrangendo praticamente

todas as classes de atividades, desde as biológicas às industriais; sendo empregada

em uma variedade de produtos, desde aqueles de uso geral ou consumidos em larga

escala até os de uso específicos e limitados (Pires, 2002).

Figura 2 – Representação de uma micela e de uma micela inversa

Fonte: (Cordeiro, 2012)

De acordo com a Apostila Técnica Henkel (1979), os tensoativos podem ser

classificados segundo dois critérios: a) segundo sua constituição química e b)

segundo suas características de aplicação.

A classificação segundo a constituição química refere-se à dissociação

eletrolítica dos tensoativos em meio aquoso. Sendo assim, tem-se tensoativos

iônicos e não iônicos.

Nos tensoativos iônicos, o seu caráter é determinado pela carga do grupo

hidrofílico, podendo ser aniônicos, catiônicos e anfóteros.

Como define Hill (2000), os tensoativos aniônicos são substâncias, que em

meio aquoso, dissociam-se em íons negativos e positivos, porém, o íon negativo (o

ânion) caracteriza as propriedades. Exemplos de tensoativos aniônicos: Lauril

Sulfato de Sódio (LAS), Lauril Éter Sulfato de Sódio (LESS), ácido dodecilbenzeno

sulfônico, oleato de potássio, entre outros.

15

Os catiônicos são substâncias que em meio aquoso também dissociam-se em

íons positivos e negativos, porém neste caso, o íon positivo (o cátion) caracteriza

suas propriedades. Exemplos: cloreto de tetraalquil amônio (QAC).

Os não-iônicos são substâncias que em meio aquoso não dissociam-se em

íons. A solubilidade em água destas substâncias é devido ao grupo polar, tais como

grupos de éter de poliglicol, poliol e óxidos de amina.

Os tensoativos anfóteros são substâncias que em meio aquoso tem ambas

cargas, positiva e negativa, na mesma molécula. Dependendo da composição e

condições do meio, podem ter propriedades catiônicas ou aniônicas. Exemplos:

alquil betaínas, alquil sulfo betaínas (Hill, 2000).

A classificação quanto a sua aplicação, divide-se em três casos especiais:

emulsionantes, detergentes e umectantes (Henkel, 1979).

Os emulsionantes, como indica o nome, são agentes promotores de

emulsões. Emulsões são misturas, relativamente estáveis, de líquidos não

miscíveis entre si.

Os tensoativos chamados de detergentes são aqueles que favorecem ou

promovem o processo de remoção de sujidade de uma superfície.

E os tensoativos umectantes são aqueles que promovem ou facilitam a

penetração de um líquido em uma superfície porosa, ou promovem seu

espalhamento rápido sobre uma superfície lisa (Henkel, 1979).

A parte hidrofóbica dos tensoativos, correspondente à cadeia de carbonos, é

bastante significativa, pois com sua variação as propriedades dos tensoativos são

alteradas e consequentemente, sua aplicação.

A origem dos tensoativos pode ser de óleos/gorduras (vegetal ou animal) ou

de gás natural/petróleo bruto.

Os óleos vegetais são recursos renováveis que apresentam menor impacto

ambiental quando comparados com combustíveis fósseis e matérias primas

minerais. Um comparativo entre os anos 1960 e 2002 mostra um elevado

crescimento no uso de óleos no mundo. Em 1960, a produção de óleos naturais e

16

gorduras era de 32,1 milhões de t/ano. Em 2002 esse número chegou a 120 milhões,

dos quais 14% foram destinados à indústria química. Deste montante, 90% foram

destinados apenas para a produção de tensoativos (Hill, 2000).

2.2 PRINCIPAIS APLICAÇÕES COMERCIAIS DOS TENSOATIVOS

Durante várias gerações, a aplicação mais difundida dos tensoativos foi na

forma de sabões utilizados na limpeza. Estes sabões eram basicamente formados

por sais de ácidos graxos, feitos pela saponificação de triglicerídeos tendo sido os

primeiros tensoativos a terem aplicação prática, por volta de 600 a.C. Foram

utilizados pelos romanos, embora estes, provavelmente, tenham aprendido a sua

manufatura com os celtas ou outro povo mediterrâneo. Acredita-se, no entanto, que

os sabões vinham sendo usados há mais de 2300 anos (Pires, 2002).

Com a segunda guerra mundial, devido à escassez de óleos e gorduras, os

tensoativos sintéticos vieram a substituir os antigos sabões para a maioria das

aplicações. Logo após a guerra, os tetrâmeros de propileno (TP) ligado ao benzeno

tornou-se o material predominante e os TP-benzenos sulfonatos rapidamente

superaram comercialmente todos os outros materiais detergentes, dominando o

mercado até 1960. A esta época foi observado que os efluentes de esgotos estavam

produzindo maiores quantidades de espumas em rios e lagos por todo mundo. Além

disso, as águas retiradas de poços próximos aos pontos de dejetos domésticos

tendiam a espumar à medida que saiam das torneiras. Tal fenômeno indesejado,

após muita investigação, foi atribuído à impossibilidade dos TP-benzeno sulfonatos

(também referidos como alquilbenzeno sulfonatos, ABS) serem completamente

degradados por bactérias e por outros processos de tratamento de efluentes

industriais (Pires, 2002).

Foi verificado que era a cadeia alquílica ramificada que dificultava a ação dos

microorganismos. Os alcoóis e ácidos graxos sulfatados, por outro lado, possuíam

17

alta biodegradabilidade, propriedade atribuída ao fato de serem produtos de cadeias

lineares. Os fabricantes de detergentes voluntariamente, ou pela legislação,

mudaram dos TP-benzenos para os alquilbenzenos lineares (LAB) como matéria-

prima básica para obtenção de moléculas detergentes, devido à maior

biodegradabilidade e aceitação do ponto de vista de impacto ambiental destes

últimos.

As vantagens apresentadas pelos tensoativos sintéticos, em relação aos

sabões, são ao seu custo inferior e à sua melhor tolerância à dureza da água (pois

não sofrem precipitação em meio contendo íons de metais alcalinos-terrosos) e à

variação do pH do meio.

Atualmente, os tensoativos aniônicos e os não-iônicos correspondem aos

grupos de tensoativos de maior consumo, como detergentes, emulsionantes,

dispersantes e umectantes.

Os catiônicos possuem excelente atividade germicida e são empregados em

composições anti-séptica e desinfetantes de uso doméstico, industrial e hospitalar.

Também são encontrados em formulações de amaciantes de roupas e de creme

rinse, como condicionadores de cabelo.

Os anfóteros possuem a característica de baixo poder de irritação à pele e

aos olhos e, portanto, tem um excelente campo de aplicação em formulações de

xampu para cabelos e sabonetes para a pele (Pires, 2002).

2.3 TENSÃO SUPERFICIAL

Quando dois líquidos não são miscíveis entre si, forma-se entre os mesmo

uma interface. O trabalho necessário para aumentar esta interface em uma unidade

18

de área é o que se denomina “tensão interfacial”. A tensão interfacial é, portanto, a

força que impede a miscibilidade de dois líquidos, medida em dinas/cm.

No caso particular de uma interface líquido-gás, usualmente o ar, esta unidade

se denomina tensão superficial (Henkel, 1979).

A tensão superficial de um líquido é a medida da energia livre interfacial por

unidade de área na interface limite entre o liquido e o ar. Substâncias condensadas

(líquido e sólido) possuem tensão superficial porque a energia coesiva está presente

entre suas moléculas. A existência de fases condensadas, especialmente o estado

líquido, é o resultados da atração de Van Der Waals entre as moléculas, na ausência

de outros tipos de interações (Leite, 2010).

A Figura 3 ilustra a rede formada pelas moléculas de água na superfície de

separação.

Figura 3 - Representação esquemática da superfície de separação

Fonte: (Leite, 2010)

A adição de um tensoativo à água provoca o surgimento de interações entre

sua parte apolar e o meio. Como as forças de interação intermoleculares entre as

moléculas de água presentes na superfície e o grupo de tensoativo são menores do

que entre duas moléculas de água, reduz-se o poder de contração da superfície ou

tensão superficial (Pires, 2002).

A progressão na adição de tensoativos à água tende a saturar todas as

interfaces de modo que a partir de uma concentração denominada Concentração

19

Micelar Crítica (c.m.c) tem-se a saturação do meio e formação de agregados

denominados micelas, conforme a Figura 4.

Figura 4 - Progressão na adição de um tensoativo à água

Fonte: (Leite, 2010)

2.4 FORMAÇÃO DE ESPUMA

Segundo a definição de Leite (2010), espuma é uma estrutura na qual o gás é

aprisionado em celas cujas paredes são formadas de uma fina camada de líquido.

São definidas como sistemas de duas fases termodinamicamente instáveis, com

estrutura semelhante à de um favo de mel, onde as células possuem a forma de um

poliedro e cujas paredes consistem de um filme líquido.

Há duas condições necessárias para a formação de espuma: espumas

somente ocorrem em misturas, ou seja, líquidos puros não promovem espuma e o

filme de espuma deve apresentar elasticidade.

A uniformidade na distribuição e tamanho das bolhas está sujeita às

irregularidades do dispositivo através do qual o gás é introduzido. Fatores como

velocidade do gás e concentração de tensoativo nas células e, sobretudo, a natureza

20

química dos agentes tensoativos são também significativos na estruturação da

espuma.

Contudo, independente da maneira como o gás se difunde, as bolhas

formadas na solução migram para a superfície, onde se concentram. A coluna de

espuma se forma quando o número de bolhas que chegam à superfície excede ao

número de bolhas que se rompem (Leite, 2010).

2.5 HIPOCLORITO DE SÓDIO

De acordo com o site LENNTECH, o hipoclorito de sódio é uma solução

transparente, ligeiramente amarelada e com um odor característico.

O cloro evapora a uma taxa de 0,75 gramas de cloro ativo por dia a partir da

solução, sendo portanto instável. Quando aquecido, o hipoclorito de sódio

desintegra, liberando o cloro da solução. Isso também acontece quando o hipoclorito

de sódio entra em contato com ácidos, luz solar, certos metais e gases venenosos ou

corrosivos, incluindo o gás cloro.

Além disso, hipoclorito de sódio é um oxidante forte e altamente reativo

(LENNTECH).

Essas características devem ser consideradas para a aplicação deste em

quaisquer sistemas tensoativos. Por ser altamente instável, sua estabilização é difícil,

tornando-se um grande desafio para a indústria de Limpeza Doméstica encontrar

tensoativos que geram viscosidade e transparência ao sistema.

2.6 PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

Peróxido de Hidrogênio é um líquido claro, comercialmente conhecido por

água oxigenada.

21

Trata-se de um líquido viscoso, poderoso oxidante e instável. Quando

perturbado se decompõe rapidamente de H2O2 em água e oxigênio com liberação de

calor, através da enzima catalase, presente em nosso corpo. Deste modo, quando

ele é transformado em água e oxigênio pela catalase, acaba por matar bactérias e

vírus anaeróbicos, pois libera oxigênio puro, tendo a função de "Desinfetante

Oxidante".

Embora não seja inflamável, é poderoso agente oxidante que pode sofrer

combustão espontânea em contacto com matéria orgânica ou alguns metais como

o cobre ou o bronze.

Devido à essas características, peróxido de hidrogênio é também um

componente de difícil estabilização em sistemas tensoativos, sendo um grande

desafio à indústrias de Limpeza Doméstica e Pessoal produzirem formulações

viscosas e transparentes.

2.7 ÓXIDO DE AMINA

2.7.1 ESTRUTURA QUÍMICA DOS ÓXIDOS DE AMINA

Neder e Leal Filho (2005), define as aminas graxas como sendo um

composto derivado da amônia, alifático, cujas matérias primas principais são

óleos ou gorduras, saturadas ou não, classificando-se como primárias, secundárias

ou terciárias e que possuem cadeia carbônica com um número par de átomos

de carbonos variando entre 8 e 22 e cuja origem pode ser de fonte animal, vegetal

ou mesmo mineral.

As propriedades dos óxidos de amina advém da sua estrutura química.

Variando a estrutura, varia-se a propriedade. Esta variação estrutural pode acontecer

de três formas: pela natureza do segundo ou terceiro substituinte do nitrogênio, que

http://pt.wikipedia.org/wiki/Catalase

http://pt.wikipedia.org/wiki/Inflam%C3%A1vel

http://pt.wikipedia.org/wiki/Metais

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cobre

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bronze

22

podem ser tanto grupos metil (Figura 5) como grupos hidroxietil (Figura 6); pela

quantidade de insaturações da cadeia carbônica e pelo tamanho da sua cadeia

carbônica, que pode variar entre 8 e 22 carbonos. Além do tamanho da cadeia de

carbonos, pode-se haver misturas destas cadeias para produção de outros tipos de

óxidos de amina.

Figura 5 – Estrutura de um Óxido de Dodecildimetilamina

Fonte: (O próprio autor)

Figura 6 - Estrutura de um Óxido de Dodecil Hidroxietilamina


No caso de óxidos de amina oriundos de fontes naturais, suas propriedades

químicas são relacionadas ao tipo de cadeia carbônica encontrada nos óleos e

gorduras sob a forma de triglicérides. A estrutura de um triglicerideo e sua respectiva

hidrólise é mostrada na figura 7.

23

Figura 7 - Reação de hidrólise do triglicerídeo


Nestes compostos, os radicais R, R’ e R’’ podem denotar cadeias carbônicas

de distintos comprimentos e com graus de saturação diferentes, podendo ser uma

igual à outra, ou mesmo todas diferentes entre si.

A partir da obtenção dos ácidos e álcoois graxos, torna-se possível à

produção de vários tipos de aminas, que, por sua vez, também poderão tomar parte

em processos de obtenção de outros derivados nitrogenados. A Figura 8 mostra

um fluxograma geral da produção dos derivados de aminas (Neder e Leal Filho,

2005).

24

Figura 8 – Fluxograma das rotas de produção das aminas e seus derivados.


Os óxidos de amina, comercialmente conhecido como aminas óxidas, são

originados de aminas terciárias, geralmente variações das dimetil alquil aminas,

oxidadas com peróxido de hidrogênio.

Na Figura 9 pode-se visualizar uma reação básica da síntese de óxidos

de amina, onde o radical R simboliza a cadeia carbônica longa oriunda dos

ácidos graxos.

25

Figura 9 - Esquema da reação básica de síntese de óxidos de amina


Geralmente são classificadas como tensoativos não-iônicos por não conter

nenhuma carga em meio neutro e alcalino, porém, alguns autores as consideram

anfóteras devido à sua característica catiônica em pH ácido a ao seu forte momento

dipolar entre o O e o N. Em pH baixo, a ligação semi-polar torna-se forte e

a molécula positiva, tornando-se um tensoativo CATIÔNICO com propriedades de

condicionamento; em pH neutro e alcalino, mantém-se não-iônica,

podendo combinar-se com tensoativos aniônicos facilmente.

São sólidas quando puras, cristalinas e altamente higroscópicas, sendo

portanto, manuseadas em solução, geralmente à 30%.

2.7.2 ÓXIDOS DE AMINA CONHECIDOS

Há vários tipos de aminas óxidas conhecidas, cujas nomenclaturas

correspondem às cadeias graxas derivadas. A tabela 1 mostra alguns dos óxidos de

amina mais comercialmente usados.

26

Tabela 1 - Exemplos de óxidos de aminas conhecidos

Nome Comercial CAS Number

Octildimetilamina Óxida 2605-78-9

Decilamina Óxida 2605-79-0

Lauramina Óxida 1643-20

Miristilamina Óxida 3332-27-2

Cetamina Óxida 7128-91-8

Stearamina Óxida 2571-88-2

Cocamina Óxida 61788-90-7

Cocoamidopropilamina Óxida 68155-09-9

Sojamidopropilamina Óxida 223707-70-8

Cocodihidroxietilamina Óxida 61791-47-7

Oleamidopropilamina Óxida 25159-40-4

Oleamina Óxida 14351-50-9

Seboamidopropilamina Óxida 68647-77-8

Fonte: (SIDS, 2006)

2.7.3 TOXICIDADE

De acordo com SIDS (2006), óxidos de amina foram testados em soluções de

25-30% e mais diluídas. Estudos de metabolismo indicaram que óxidos de amina são

extensivamente metabolizados e excretados rapidamente após a administração oral.

Em outros testes, óxido de amina foi facilmente absorvido por via dérmica por ratos e

coelhos, após 24 a 72 horas de exposição. Depois de 8 horas de exposição dérmica,

os seres humanos absorveram menos de 1%. E em uma série de estudos em

coelhos, a variação das cadeias carbônicas dos óxidos de amina mostraram

resultados consistentes e nenhuma causou irritação na pele ou nos olhos em baixas

concentrações (1%), todas causaram irritação moderada com 5% e todas causaram

27

irritação severa quando testadas como produzidas (aproximadamente 30%). Vale

lembrar que a máxima concentração de óxido de amina é 10% de ativo em produtos

comerciais (SIDS, 2006).

2.7.4 MEIO AMBIENTE

Os produtos químicos da categoria de óxidos de amina não existem como

substâncias "puras", mas são produzidos, transportados e utilizados como soluções

aquosas, tipicamente dentro de uma gama de 25-35% óxido de amina / água.

Os óxidos de amina são removidos pelos sistemas de tratamento de esgotos

convencionais e são biodegradáveis em condições aeróbias e anaeróbias. De acordo

com SIDS (2006), dos dados recolhidos, quatro óxidos de aminas atendem o critério

da OCDE "facilmente biodegradável", dois são "totalmente biodegradáveis", e dois

são "inerentemente biodegradável." Esses estudos são realizados em misturas

complexas com um elevado grau de sobreposição do comprimento da cadeia alquil.

Além disso, a biodegradação não é dependente do comprimento da cadeia

(SIDS, 2006).

2.7.5 APLICAÇÕES CONHECIDAS

As principais aplicações dos óxidos de amina são em limpadores

domissanitários, realizando espessamento e estabilização de espuma. Porém,

há muitas outras aplicações sendo descobertas, tais como:

Cuidado Doméstico (Home Care): Podem ser usados em lava-louças,

lava-roupas e limpezas pesadas.

Cuidado Pessoal (Personal Care): Por serem compatíveis com todos os tipos

de tensoativos e ter características catiônicas quando em pH baixo, podem ser

28

formuladas em shampoo, condicionadores, sabonetes e espumas de banho, para

proporcionar condicionamento, espuma estável, incremento de viscosidade e

emoliência.

Limpadores Industriais e Institucionais (I&I): São resistentes à diversos meios,

contribuindo para limpadores de automóveis, limpadores alcalinos e ácidos,

limpadores resistentes a eletrólitos, auxiliares para processo de couro e têxtil e

auxiliares de metalurgia

Petroquímica (Oil field): a decilamina óxida é utilizada na área petroquímica

como um aditivo de espuma para aumentar a estabilidade sob altas concentrações

de eletrólitos (neste caso o sal)

Agricultura: Atuam como espumantes, umectantes, emulsificantes e agentes

de viscosidade, sendo acrescentado às fórmulas como aditivos.

Flotação: Estudos mostraram a eficiência da cocoamidopropilamina óxida na

flotação de minérios, tais como potassa (SHEREX, Patent).

3 MATERIAIS E MÉTODOS

Diante das potenciais aplicações dos óxidos de amina, foram realizados

alguns testes relacionados à compatibilidade destas com hipoclorito de sódio e

peróxido de hidrogênio, substâncias altamente oxidantes e reativas, de difícil

interação com outros componentes.

Todos os teste e análises foram realizados em uma planta industrial na

empresa do Vale do Paraíba, SP.

Testou-se seis tipos de óxidos de amina, para descobrir suas diferenciações

na aplicação. Logo, comparou-se os óxidos de amina de cadeia C12, C14, C16,

C18, uma mistura de cadeias C12, C14, C16 e C18 e uma cadeia de

cocoamidopropil.

29

Os óxidos de amina testados e suas respectivas denominações nos testes,

encontram-se na Tabela 2:

Tabela 2 – Tipos de óxidos de aminas utilizados nos testes

Óxido de Amina Cadeia Carbônica Denominação

Óxido de dodecildimetilamina 12 Amostra I

Óxido de Tetradecildimetilamina 14 Amostra II

Óxido de Hexadecildimetilamina 16 Amostra III

Óxido de Octadecildimetilamina 18 Amostra IV

Óxido de Cocamina Mistura Amostra V

Óxido de Cocoamidopropilamina Cocoamidopropil Amostra VI


A amostra V, que refere-se ao óxido de cocamina, contém a seguinte

proporção de cadeias carbônicas: 43%C12, 25%C14, 18%C16 e 14%C18.

A amostra VI, referente ao óxido de cocoamidopropilamina, tem a seguinte

estrutura química (Figura 10), onde R refere-se à cadeia carbônica do côco (Tabela

3):

Tabela 3 – Composição da cadeia carbônica do côco

Láurico

(C12)

Mirístico

(C14)

Palmítico

(C16)

Esteárico

(C18)

Oleico

(C18*)

Linoleico

(C18**)

Óleo de

Côco 44-50 13-18 7-10 1-4 5-8 1-3

Fonte: (www.iq.ufrgs.br/ead/quimicapop/material/acidograxo.pdf), adaptado pelo autor

*Cadeia carbônica com uma insaturação

** Cadeia carbônica com duas insaturações

http://www.iq.ufrgs.br/ead/quimicapop/material/acidograxo.pdf

30

Figura 10 – Estrutura química do óxido de cocoamidopropilamina


3.1 TENSOATIVOS E REAGENTES

Os tensoativos utilizados para os testes foram fornecidos pela empresa Pulcra

Especialidades Químicas Ltda. A Tabela 4 mostra os tensoativos com as

respectivas percentagens de ativos.

Tabela 4 - Tensoativos utilizados no trabalho

Produto % Ativo

Lauril Éter Sulfato de Sódio 27

Óxido de Dodecildimetilamina 30

Óxido de Tetradecildimetilamina 30

Óxido de Hexadecildimetilamina 30

Óxido de Octadecildimetilamina 25

Óxido de Cocamina 30

Óxido de Cocoamidopropilamina 30


31

Os reagentes empregados no trabalho, e seus respectivos fornecedores,

estão descritos na Tabela 5:

Tabela 5 – Reagentes utilizados nos testes.

Reagentes Fornecedores

Lauril Alquil Benzeno Deten Química S/A

Hipoclorito de Sódio 10-12% NEON

Soda Cáustica 50% DOW Brasil

Peróxido de Hidrogênio 50% Arc Sul

EDTA 30% Veskim Kimyevi Madde Ithalati

Conservante BIT20 IPEL Itibayl Produtos

Cloreto de Sódio Produtos Químicos Ydal


3.2 EQUIPAMENTOS E VIDRARIAS

Os equipamentos utilizados no desenvolvimento deste trabalho estão

descritos na tabela 6:

Tabela 6 – Equipamentos utilizados nos testes

Tipo de Análise Equipamentos Modelo

Pesagem de materiais Balança Semi Analítica Mettler Toledo PB8001-S

Preparo das soluções Agitador mecânico KIKA Labortechnik

Pesagem de amostra Balança analítica Gehaka, AG200

Medição de viscosidade Viscosímetro Brookfield, RVDVI+

Medição de temperatura Termômetro SALCAS 700C

Medição de pH Potenciômetro Digimed, DM-20

Medir tempo Cronômetro Cronobio SW2018


32

3.3 METODOLOGIA EXPERIMENTAL

3.3.1 ANÁLISES QUÍMICAS E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

Medição do teor de cloro ativo

Os teores de cloro ativo foram medidos pelo princípio de Iodometria, reação

do cloro ativo em meio ácido (ácido sulfúrico 25%) com iodeto de potássio (KI 10%),

liberando iodo, o qual é titulado com solução de tiossulfato de sódio 0,1 N. A reação

química está mostrada na Figura 11.

Figura 11 – Reação química para titulação do cloro ativo

Fonte: (O prório autor)

Medição do teor de Peróxido de Hidrogênio

Os teores de peróxido de hidrogênio foram medidos pelo princípio de

Iodometria, o qual consiste em reagir iodeto de potássio 10%, em meio ácido, com

peróxido de hidrogênio, liberando iodo, o qual é titulado com tiossulfato de sódio 0,1

N. A reação química está mostrada na Figura 12.

Figura12 – Reação química para titulação do peróxido de hidrogênio


33

Viscosidade

Viscosidade é a resistência que o produto oferece à deformação ou ao fluxo.

A viscosidade depende das características físico-químicas e das condições de

temperatura do material. As medidas de viscosidade das amostras foram feitas no

Reômetro Brookfield, o qual consiste na medição do torque requerido para rodar um

fuso imerso em um dado fluido.

Determinação do pH

É definido como o logaritmo negativo da concentração molar de íons de

hidrogênio. Representa convencionalmente a acidez ou a alcalinidade de uma

solução. A escala de pH vai de 1 (ácido) a 14 (alcalino), sendo que o valor 7 é

considerado pH neutro. As amostras foram medidas em solução 100% (amostras

puras, não diluídas), à 25 ºC.

Volume de Espuma

O volume de espuma foi medido pelo método da proveta.

Prepara 5 g/L da solução amostra. Verte-se 200,0 mL de solução amostra na

proveta de 1000 mL, e com uma vareta agitadora, agita-se 30 vezes a solução;

anota-se o volume de espuma e acompanha sua quebra por 10 minutos.

34

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Neste capítulo, são apresentados os resultados obtidos com os testes.

Teste 1. Comportamento dos óxidos de amina em meio clorado

Inicialmente, foi testada a seguinte formulação da Tabela 7 para avaliar o

desempenho dos óxidos de amina em sistemas clorados. Tal fórmula foi sugerida

por ser semelhante aos limpadores domésticos.

Tabela 7 – Formulação inicial usada para testes

Componentes Branco Amostras

Água Destilada qsp qsp

Lauril Éter Sulfato de Sódio 27% 15,0% 15,0%

Óxido de Amina 0,0% 5,0%

Soda Cáustica 50% 0,1% 0,1%

Hipoclorito de Sódio 10-12% 25,0% 25,0%


A formulação foi preparada pesando primeiramente a água e, sob agitação,

adicionou o restante dos componentes: lauril éter sulfato de sódio, soda cáustica,

hipoclorito de sódio e óxido de amina. No caso do branco, a mesma quantidade de

óxido de amina adicionado, foi colocada em água. Homogeneizou.

Ao preparar as amostras, foram medidos os teores de cloro ativo (%), pH,

viscosidade à 25 ºC (Tabela 8), observado o aspecto de cada amostra e separado

alíquotas em estabilidade nos três ambientes: estufa (40 ºC), geladeira (5 ºC) e

ambiente (20 ºC). Para a estabilidade em ambiente, as amostras foram deixadas em

uma sala climatizada à 20 ºC, por ser a melhor alternativa para evitar a saída do

35

cloro com a variação da temperatura ambiente natural. Além disso, é possível medir

a viscosidade das amostras fielmente, uma vez que não tem variação da

temperatura.

Tabela 8 – Resultados das variáveis medidas no primeiro dia

pH Viscosidade (cP) Teor de Cloro (%) Aspecto

Branco 12,4 1600 1,953 Verde transparente

Amostra I 12,2 4920 1,964 Verde Transparente

Amostra II 12,2 1216 1,853 Verde Transparente

Amostra III 10,9 Não homogêneo* 1,866 Verde Transparente

Amostra IV 12,1 Não homogêneo* 1,859 Verde Turvo

Amostra V 12,4 6940 1,882 Verde turvo

Amostra VI 9,3 Degradado** 0,287 Incolor

. Fonte: (O próprio autor)

Nota-se que a amostra VI não é estável à hipoclorito de sódio, uma vez que

degradou-se totalmente no dia seguinte. E como apenas esta amostra comportou-se

desta maneira, podemos relacionar esta instabilidade à cadeia amidopropil.

Na figura 13 pode-se visualizar o aspecto das amostras transparentes e da

Amostra VI degradada:

* As amostras III e IV referem-se às cadeias C16 e C18 respectivamente, que são de difícil homogeneização;

portanto não foi possível medir suas viscosidades.

** A amostra IV degradou-se no mesmo dia, apresentando-se líquida e separada, o que impossibilitou sua

medição

36

Figura 13 – Amostras transparentes e Amostra VI degradada


Na Tabela 9 pode-se observar a variação do pH durante os 3 meses de

estabilidade.

Tabela 9 - Resultados do pH durante os 3 meses de estabilidade em ambiente

1º Dia 1º Mês 2º Mês 3º Mês

Branco 12,4 12,2 10,5 7,4

Amostra I 12,2 12,1 11,3 8,1

Amostra II 12,2 12,1 12,2 7,8

Amostra III 10,9 8,1 7,9 7,9

Amostra IV 12,1 10,2 7,8 7,6

Amostra V 12,4 12,1 12,2 8,1

Amostra VI 9,3 7,5 7,1 7,1


Nota-se uma variação brusca do pH após o 3º mês, evidenciando

instabilidade do cloro no sistema.

37

Na Tabela 10 pode-se visualizar a redução dos teores de cloro ativo nas

formulações.

Tabela 10 - Resultados dos teores de cloro durante 4 meses à 20 ºC

1º Dia 14º Dia 1º Mês 2º Mês 3º Mês 4º Mês

Branco 1,953 1,798 1,759 1,512 0,014 0,000

Amostra I 1,964 1,829 1,796 1,392 0,031 0,000

Amostra II 1,853 1,288 1,695 1,548 0,019 0,000

Amostra III 1,866 0,987 0,030 0,000 0,018 0,000

Amostra IV 1,859 1,688 1,619 0,018 0,021 0,000

Amostra V 1,882 1,742 1,682 1,571 0,056 0,000

Amostra VI 0,287 0,047 0,023 0,017 0,026 0,000


Para avaliar os resultados de teores de cloro, gerou-se um gráfico da

quantidade de cloro residual nas amostras, porque os teores de cloro iniciais de

cada amostra são diferentes, logo, a comparação não seria igual (Figura 14).

Figura 14 - Gráfico do cloro residual nas amostras durante 120 dias.


38

Percebe-se que o cloro foi liberado das amostras muito rapidamente,

inclusive na amostra Branco. Relacionou-se esta degradação à instabilidade do pH,

uma vez que a redução do teor de cloro esteve diretamente relacionada com a

queda do pH. Sendo assim, aumentou-se o teor de soda cáustica na formulação

para tentar estabilizar o pH (Tabela 11).

Tabela 11 – Segunda formulação usada no teste


Água qsp qsp

Lauril Éter Sulfato de Sódio 27% 15,0% 15,0%

Óxido de Amina 30% 0,0% 5,0%

Soda Cáustica 50% 1,0% 1,0%

Hipoclorito de Sódio 10-12% 25,0% 25,0%


O acompanhamento deste segundo teste foi feito pelas amostras em estufa,

para obter resultados mais rápidos. As medidas iniciais podem ser vistas na Tabela

12:

Tabela 12 - Resultados das variáveis medidas no primeiro dia

pH Viscosidade (cP) Teor de Cloro (%) Aspecto

Branco 12.88 2940 1,939 Verde transparente Amostra I 13.03 7024 2,001 Verde transparente Amostra II 13.02 1780 1,906 Verde transparente Amostra III 12.79 5632 1,905 Verde turvo Amostra IV 12.64 41000 1,961 Verde turvo Amostra V 12.91 8700 1,813 Verde transparente Amostra VI 11.9 7880 0,973 Incolor transparente


Neste segundo teste, conseguiu-se homogeneizar as amostras III e IV,

possibilitando a medição da viscosidade.

39

A amostra VI, apesar de ter perdido muito cloro no 1º dia, mostrou-se

homogênea e incolor, possibilitando a medição de sua viscosidade também.

A homogeneização de tais amostras pode ter tido influência da maior

concentração de soda cáustica nesta segunda formulação, uma vez que na anterior

não foi possível obter tais amostras homogêneas.

Na Tabela 13 pode-se observar os resultados dos teores de cloro medidos

das formulações.

Tabela 13 - Resultados dos teores de cloro após 37 dias em estufa

1º Dia 9º Dia 14º Dia 21º Dia 30º Dia 37º Dia

Branco 1,939 1,429 1,316 1,065 0,694 0,549

Amostra I 2,001 1,314 1,169 0,907 0,396 0,018

Amostra II 1,906 1,245 1,093 0,717 0,015 0,00

Amostra III 1,905 1,521 1,395 1,086 0,609 0,106

Amostra IV 1,961 1,500 1,264 0,791 0,000 0,00

Amostra V 1,813 1,112 0,992 0,732 0,434 0,038

Amostra VI 0,973 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000


Para visualizar melhor o cloro perdido, fez-se um gráfico do percentual de

cloro ativo residual em cada amostra (Figura 15).

40

Figura 15 – Gráfico do cloro residual das amostras na segunda fórmula


É importante lembrar que 1 dia de teste de estabilidade à 40 ºC equivale à,

aproximadamente, 7 dias de teste em temperatura ambiente, a segunda fórmula

manteve o cloro por mais tempo nos sistemas, pois foi perdido totalmente o cloro ao

7º mês, enquanto que na primeira fórmula foi perdido no 4º mês. Neste caso,

confirmou-se que maior concentração de soda cáustica no sistema ajuda a manter

formulações cloradas mais estáveis.

Como a segunda formulação foi mais eficaz do que a primeira, foi realizada

também uma avaliação de espuma para verificar a influência da cadeia carbônica na

espumação de produtos clorados.

A tabela 14 e Figura 16 mostram os volumes de espuma de cada amostra

em determinados tempo, sendo:

V0: volume de espuma inicial;

V1: volume de espuma após 1 minuto;

V2: volume de espuma após 2 minutos;

V8: volume de espuma após 8 minutos;

V10: volume de espuma após 10 minutos.

41

Tabela 14 – Resultados do teste de espuma


Figura 16 – Gráfico do volume e estabilização de espuma


A espuma é uma variável essencial em produtos de limpeza; afinal, é através

dela que os consumidores avaliam o poder de detergência do produto.

Neste teste, percebe-se que a cadeia carbônica influencia na formação de

espuma. As amostras III e IV correspondem aos óxidos de amina de cadeias mais

longas, C16 e C18, respectivamente, e foram as que geraram menor volume de

espuma.

Branco Amostra I Amostra II Amostra III Amostra IV Amostra V Amostra VI

V0 600 700 800 530 460 670 570

V1 450 590 700 380 250 550 430

V2 430 550 670 370 240 520 380

V8 360 490 610 350 230 490 350

V10 360 480 610 350 220 480 340

42

Teste 2. Determinação da estabilidade dos óxidos de amina em meio

oxigenado

Para avaliar o desempenho dos óxidos de amina em sistemas com peróxido

de hidrogênio, utilizou-se uma formulação semelhante de limpadores com oxigênio

ativo vendido no mercado.

Ajustou-se o pH das amostras para 7, para formular um limpador neutro. Vale

lembrar que peróxido de hidrogênio é estável em pH ácido, sendo facilmente

liberado em pH maior que 7. Logo, este teste teve como objetivo descobrir um

componente estável às formulações com peróxido de hidrogênio em pH neutro

(Tabela 15).

Tabela 15 – Formulação empregada para o Teste 2


Água destilada qsp qsp

Soda cáustica 50% 1,0% 1,0%

Lauril Alquil Benzeno 96% 4,0% 4,0%

Lauril Éter Sulfato de Sódio 20,0% 20,0%

Peróxido de Hidrogênio 50% 10,0% 10,0%

Óxido de amina 0,0% 3,0%

Complexante 0,2% 0,2%

Conservante 0,05% 0,05%

Solução de cloreto de sódio 25% 5,0% 5,0%


O procedimento da formulação consistiu-se em pesar toda a água em um

béquer e, sob agitação, adicionar soda cáustica e lauril alquil benzeno. Mediu-se o

pH e ajustou-o com LAS ou soda cáustica para 7,0. Acrescentou-se lauril éter sulfato

de sódio, complexante e conservante. Adicionou-se peróxido de hidrogênio, óxido de

amina e cloreto de sódio. Mediu-se a viscosidade e teor de peróxido inicial (Tabela

16).

43

Tabela 16 – Resultados das variáveis medidas inicialmente

pH Viscosidade (cP) Teor H2O2 (%) Aspecto

Branco 5,0 67,5 4,90 Transparente

Amostra I 7,6 1393 5,00 Transparente

Amostra II 7,6 2824 4,85 Transparente

Amostra III 7,7 4586 5,10 Transparente

Amostra IV 7,0 1424 5,00 Turvo

Amostra V 7,9 1990 4,95 Transparente

Amostra VI 7,1 295 4,98 Transparente


Nota-se que os óxidos de amina incrementaram a viscosidade da formulação.

Vale ressaltar que o pH da amostra Branco tendeu-se a abaixar o pH para 5,

espontaneamente. Sendo assim, ajustou-se o pH desta para 7 sempre que

necessário, para obter uma comparação igual às outras amostras.

As amostras foram acompanhadas durante 7 meses, medindo pH,

viscosidade e teor de H2O2. Na Tabela 17 pode-se visualizar a variação de pH das

formulações.

Tabela 17 – Resultados dos pH das amostras durante 7 meses

1º Dia 1º Mês 7º Mês

Branco 5,0 7,0 6,5

Amostra I 7,6 7,1 6,6

Amostra II 7,6 7,1 6,9

Amostra III 7,6 7,1 7,0

Amostra IV 7,0 5,7 6,0

Amostra V 7,9 7,2 7,1

Amostra VI 7,1 6,5 6,2


44

Nota-se que as amostras com óxidos de amina mantiveram o pH neutro por

todo o período de estabilidade. A amostra Branco, como mencionada anteriormente,

não manteve seu pH neutro, tendendo-se a permanecer em 5,0. Logo, foi

necessário ajustar o pH do Branco periodicamente para 7,0.

Na Tabela 18, observa-se a redução dos teores de peróxido de hidrogênio

nas amostras durante sete meses em ambiente à 25 ºC.

Tabela 18- Resultados dos teores de peróxido de hidrogênio após 7 meses.

1º Dia 14º Dia 2º Mês 3º Mês 7º Mês

Branco 4,90 2,60 2,33 2,23 1,62

Amostra I 5,00 4,62 4,38 4,10 2,59

Amostra II 4,85 4,50 4,38 4,21 3,08

Amostra III 5,10 4,62 4,55 4,48 3,99

Amostra IV 5,00 5,00 4,65 4,50 4,28

Amostra V 4,95 4,52 4,35 4,28 3,62

Amostra VI 4,98 4,98 4,75 4,68 4,39


Para visualizar melhor os resultados, calculou-se os teores de peróxido

residuais em cada amostra e gerou-se um gráfico (Tabela 19 e Figura 17):

Tabela 19 - Resultados da percentagem residual de H2O2 (%)

1º Dia 14º Dia 2º Mês 3º Mês 7º Mês

Branco 100 54,75 49,00 46,81 34,00

Amostra I 100 97,12 91,98 86,11 54,33

Amostra II 100 94,34 91,92 88,5 64,84

Amostra III 100 97,09 95,59 94,12 83,82

Amostra IV 100 100,00 97,62 94,53 89,94

Amostra V 100 94,87 91,41 89,81 76,01

Amostra VI 100 100,00 99,85 98,29 92,34


45

Figura 17 – Gráfico do residual de H2O2 nas amostras


Nota-se que os óxidos de amina tiveram um resultado surpreendente em

relação à estabilização dos teores de peróxido de hidrogênio. Após sete meses em

estabilidade, conseguiram reter cerca de 80% do peróxido de hidrogênio no sistema.

46

5. CONCLUSÃO

Verificou-se que o comportamento da maioria dos tipos de óxidos de amina

em sistemas com hipoclorito de sódio e peróxido de hidrogênio é satisfatório. Óxidos

de amina podem espessar tais sistemas e aumentar o volume de espuma.

Em meio clorado, foi observado que óxidos de amina de cadeias amidopropil

não são estáveis e contribuem para a liberação do cloro ativo dos sistemas. As

demais, mostraram-se estáveis, porém, não foram responsáveis por manter o teor

de cloro ativo.

Em meio com peróxido de hidrogênio, as amostras com óxidos de amina

mantiveram o teor de H2O2 no sistema por mais tempo. E neste caso, óxido de

amina de cadeia amidopropil mantiveram-se altamente estável.

A partir dos resultados dos testes, pode-se afirmar que óxidos de amina

podem ser indicados para formulações de alvejantes, desinfetantes e limpadores

que contenham componentes oxidantes, como peróxido de hidrogênio e hipoclorito

de sódio.

6. TRABALHOS FUTUROS

Em relação aos meios clorados, outros testes poderão ser realizados como

avaliar a interferência da concentração do lauril éter sulfato de sódio na

estabilização do teor de cloro ativo e o poder de limpeza de formulações com óxidos

de amina.

Quanto ao meio com H2O2, pode-se avaliar o comportamento de uma

formulação de água oxigenada com óxido de amina.

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