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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Tese

Título: PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ESPUMAS CERÂMICAS DE NANOALUMINATO DE MAGNÉSIO SINTETIZADO POR REAÇÃO DE COMBUSTÃO UTILIZANDO GLICERINA DO BIODIESEL COMO COMBUSTÍVEL.

Orientador
  • ANTONIO PEDRO NOVAES DE OLIVEIRA
Aluno
  • GRAZIELA GUZI DE MORAES

Conteúdo

Aluminato de magnésio (mgal2o4) foi sintetizado por reação de combustão em solução, utilizando como combustíveis a glicerina loira e bruta, provenientes do biodiesel por rota direta, com o intuito de inibir a formação de acroleína e compará-la com a reação por combustão por rota convencional. nesta rota foram utilizados os combustíveis: sacarose, glicerina pura, glicerina loira, glicerina loira seca por 24h, glicerina loira seca 24h +gel, gel e glicerina bruta. as duas rotas tem as mesmas etapas iniciais, onde os precursores de al(no3)3.9h2o e mg(no3)2.6h2o, em proporção molar de 2:1, foram dissolvidos em 20 % (em massa) de água deionizada e sujeito a agitação magnética, com aquecimento a 70 °c até o início da reação, com a adição dos combustíveis. por rota convencional os produtos formados foram calcinados a 800 e 900 °c, por 120 min, com taxa de aquecimento de 10 °c/min. por rota direta, os produtos da reação foram inseridos em forno tubular, aquecidos a 500 °c/120 min, e, subsequentemente, aquecidos a 10°c/min a 600, 700, 800, 900 e 1000 °c por 120 min a cada temperatura. na sequencia as amostras foram resfriadas ao ar. a fim de definir o ciclo de queima, que resultaria em espumas cerâmicas com paredes celulares (struts) de alta densidade, os pós obtidos por diferentes rotas e combustíveis foram compactados uniaxialmente a 5,4 mpa e queimados a diferentes temperaturas (1450-1650 °c) a 5 °c/min/120 min. assim, neste trabalho, a temperatura de sinterização de 1600 °c foi considerada adequada para a produção de espumas cerâmicas, usando o pó calcinado a 900 °c por 120 min, obtido por rota direta e glicerina loira como combustível. as espumas cerâmicas foram produzidas por dois métodos, termoformação e réplica, utilizando a mesma suspensão base. a suspensão cerâmica (base) contendo acetona (75 % em massa), pó calcinado (25 % em massa) e uma mistura de glicerinas residuais (80:20), na fração de 100 % em relação aos sólidos, preparada por termoformação, foi moída em um moinho de bolas de alumina, por 60 min. subsequentemente, a suspensão foi aquecida a 40 °c, por 30 min, até se tornar rígida. a fim de promover a formação de espuma, a suspensão foi aquecida a 70 °c e, em seguida, foram adicionados (em massa): 2,5 % de água destilada, 25 % de al(no3)3.9h2o), 12,5 % de mg(no3)2.6h2o) e 0,625 % de uma mistura de glicerina (80:20) agitada por 5 min a 950 rpm numa batedeira. as espumas resultantes foram secas a 40 °c, por 24 horas, em estufa. pelo método da réplica, após o aquecimento da suspensão (base) a 40°c, por 30 min, até enrijecer, a temperatura foi elevada para 70 °c por 15 e 30 min. esponjas de poliuretano (pu - 10 ppi) foram impregnadas por imersão na suspensão e o excesso removido numa etapa posterior. subsequentemente, as esponjas impregnadas foram secas por 24 h à temperatura ambiente. o processo de queima das espumas obtidas pelos dois métodos consistiu em aquecimento a 0,5 °c/min, até 600 °c/120 min e 5 °c/min a 1600 °c/120 min (melhor ciclo térmico). os pós e as espumas produzidas foram caracterizados do ponto de vista de suas propriedades macro e microestruturais e de suas propriedades mecânica e térmica. os resultados mostraram que somente o pó produzido por rota direta, utilizando glicerina loira, apresentou fase única formada de mgal2o4. este pó apresentou tamanhos (diâmetros) de partículas primárias ou cristalitos de 9 nm e área superficial de 112 m2.g-1. houve redução nos diâmetros das partículas produzidas por rota direta em relação à rota convencional. por eletroforese foi possível afirmar que a reação não produz acroleína gasosa, nociva à saúde. as espumas produzidas por réplica e termoformação, apresentaram, respectivamente a mesma porosidade isto é, 97 % com distribuição de tamanhos de poros entre 1500 e 3000 ?m (10 ppi) e para a termoformação entre 30 e 300 ?m (115 ppi) com uma fração com tamanhos de 1200 ?m (11 ppi) as quais apresentaram resistência mecânica entre 1,0 e 0,08 mpa e condutividade térmica entre 0,045 e 0,053 w/m.k. os testes nas espumas cerâmicas produzidas por réplica e termoformação na forma de queimadores porosos, apresentaram, respectivamente temperaturas de superfície de 1100 e 1150°c, velocidade de chama estável de 19 e 20 cm/s e temperatura de chama máxima, para ambas, de 1550°c. as espumas produzidas foram consideradas adequadas para aplicação em queimadores, apesar da pouca durabilidade (1 ciclo).

Índice de Shannon: 3.98404

Índice de Gini: 0.936096

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
5,19% 6,20% 7,41% 5,35% 5,44% 7,32% 7,70% 6,73% 6,47% 5,18% 8,02% 5,93% 6,10% 6,49% 5,19% 5,25%
ODS Predominates
ODS 11
ODS 1

5,19%

ODS 2

6,20%

ODS 3

7,41%

ODS 4

5,35%

ODS 5

5,44%

ODS 6

7,32%

ODS 7

7,70%

ODS 8

6,73%

ODS 9

6,47%

ODS 10

5,18%

ODS 11

8,02%

ODS 12

5,93%

ODS 13

6,10%

ODS 14

6,49%

ODS 15

5,19%

ODS 16

5,25%