Decomposição térmica de espumas de poliuretano para fabricação de vitrocerâmica celular de Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA)

Abstract

Recebido em 3/5/06; aceito em 20/12/06; publicado na web em 17/7/07 THERMAL DECOMPOSITION OF POLYURETHANE FOAMS FOR MANUFACTURING LZSA CELLULAR GLASS CERAMICS. Characterization of the thermal decomposition of polyurethane (PUR) foams was performed by Fourier-transformed infrared (FT-IR) spectroscopy and thermogravimetric analysis (TGA). Three main weight loss paths were observed by TGA, the residue being lower than 3 wt.% for 3 different PUR foams analyzed. FT-IR spectra indicated CO 2 , CO, NH 3 and isocyanides as main decomposition products. PUR foams of different cell sizes were immersed in a slurry of the parent glass ceramic of composition Li 2 O-ZrO 2 -SiO 2 -Al 2 O 3 (LZSA) and submitted to heat treatment. The LZSA cellular glass ceramics obtained after sintering and crystallization resembled the original morphology of the PUR foams.Keywords: PUR foams; cellular ceramics; glass ceramics INTRODUÇÃOCerâmicas celulares são materiais de baixa densidade que apresentam células fechadas ou abertas 1 . O crescente interesse em cerâmi-cas celulares tem sido associado principalmente a suas propriedades específicas, como alta área superficial, alta permeabilidade, baixa densidade, baixa condutividade térmica, juntamente com as característi-cas próprias dos materiais cerâmicos, alta refratariedade e resistência a ataques químicos. Estas propriedades fazem das cerâmicas celulares materiais viáveis para diversas aplicações tecnológicas, como filtros, isolantes térmicos, membranas, sensores de gás, suportes catalíticos, material estrutural leve, materiais para implantes ósseos, entre outras 2,3 . A composição, o tamanho, a morfologia das células e as propriedades mecânicas são fatores importantes que influenciam na escolha da aplicação tecnológica apropriada.Diferentes processos, como réplica, geração de bolhas em uma suspensão, sinterização controlada, sol-gel, pirólise de aditivos orgânicos, entre outros, podem ser utilizados para a obtenção desta classe de materiais. Sendo assim, é possível obter uma microestrutura com diferentes tamanho de células que podem variar em uma ampla faixa que vai de nanômetros a milímetros 1 .O processo mais conhecido e utilizado industrialmente é a répli-ca, também chamado de método da espuma polimérica, patenteado por Schwartzwalder e Somers, em 1963 4 . Este processo consiste na impregnação das espumas poliméricas ou naturais pela suspensão cerâmica seguida de tratamento térmico, que permite a queima da parte orgânica e a sinterização do material cerâmico, resultando na réplica da espuma original. A otimização das etapas do processo (escolha da espuma polimérica, preparação da suspensão cerâmica, impregnação, secagem e tratamento térmico) permite o desenvolvimento de materiais com características desejáveis para aplicações específicas. Neste trabalho, foram utilizadas espumas flexíveis de poliuretano (PUR), as quais são materiais celulares compostos de células abertas, produzidos industrialmente pela reação de um poliálcool de alta massa molecular e um diisocianato aromático.Espumas fl...

Processamento e caracterização de espumas vitrocerâmicas do sistema Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) produzidas por gelcasting

“…A espuma produzida foi imediatamente moldada em recipiente circular com volume de 600 ml. Após permanecer em estufa a 50ºC por 24 horas [17,18], a espuma foi desmoldada e, com auxílio de um serra copo, cilindros de 14 mm de diâmetro foram cortados e tratados termicamente. O ciclo térmico aplicado para consolidação das espumas consistiu de aquecimento até 200ºC (a uma taxa de 5ºC/min) e subsequente elevação da temperatura, a uma taxa de 1ºC/min, até 500ºC, com um patamar de 60 minutos, de modo a garantir a eliminação do material orgânico.…”

“…Além disso, as propriedades das espumas vitrocerâmicas podem ser controladas por meio da modificação do processo de aeração, composição química, tamanho de partícula do pó vítreo (precursor vitrocerâmico), concentração do agente espumante, viscosidade da suspensão cerâmica, e, ainda, controlando-se a temperatura e o tempo de tratamento térmico. Assim, torna-se possível obter diferentes tipos de espumas vitrocerâmicas com propriedades adequadas para uma dada aplicação [5,17,18].…”

Current developments of mixed conducting membranes on porous substrates

“…In this context, it is interesting to select available routes for processing macroporous ceramics in order to find an inexpensive, environmentally friendly and suitable method for the manufacture of porous supports. An extensive review on processing techniques of macroporous ceramics and its relationship to control the porosity was made by Studart et al 64 Further information can be found elsewhere [65][66][67][68][69][70] . A more recent and innovative method to fabricate ultra thin MIEC membranes, different of those proposed for planar configurations, is the formation of asymmetric hollow fibers via an immersion induced phase inversion and sintering techniques.…”

Materiais celulares vítreos obtidos via colagem de gel de uma emulsão de óleo vegetal

“…Conforme SILVEIRA et al [8], diferentes processos podem ser utilizados para a obtenção desta classe de materiais como o método da réplica polimérica, geração de bolhas em uma suspensão, sinterização controlada, sol-gel, pirólise de aditivos orgânicos, entre outros. Devido a grande variedade de processos é possí-vel obter microestruturas com diferentes tamanhos de células que podem variar em uma ampla faixa que vai de milímetros a nanômetros.…”