Caracterização do pigmento de ZnCr2O4 sintetizado pelo método dos precursores poliméricos

Abstract

introduçãoOs pigmentos cerâmicos são substâncias inorgânicas coloridas que ao serem dispersas em substratos cerâmicos não reagem quimicamente com estes e se mantêm estáveis frente às elevadas temperaturas de calcinação utilizadas. Constituem uma parcela expressiva no custo final de louças sanitárias, porcelanas de mesa e dos revestimentos cerâmicos [1]. Em particular, os pigmentos cerâmicos com estrutura de espinélios têm sido freqüentemente estudados, já que grande parcela dos pigmentos cerâmicos conhecidos apresenta esta estrutura [2]. Estes pigmentos têm sido sintetizados por diversos métodos, como o método cerâmico tradicional, síntese por combustão em solução, coprecipitacao, sol-gel, métodos hidrotémicos e outros [2,3]. Na maiora deste estudos observa-se uma tendência na busca de rotas de síntese de espinélios em mais baixas temperaturas e que possibilitem a formação de tamanhos de partículas menores [4]. Nos casos em que a síntese do pigmento envolve íons de comportamento complexo quando tratados ao ar, como é o caso das cromitas, é interessante realizar previamente uma análise termodinâmica. Este tipo de análise é esclarecedora quanto aos pormenores do processo além de ajudarem a economizar tempo no laboratório, prever alguns resultados possíveis, indicar faixas de pH e concentrações, entre outros [5].Neste trabalho foi realizada uma análise termodinâmica prévia das condições de síntese da cromita de zinco por co-precipitação. O pigmento de cromita de zinco foi sintetizado pelo método Pechini. Inicialmente, realizou-se um estudo de análise termodinâmica, visando prever os detalhes operacionais para síntese do pigmento pelo método de co-precipitação química. Entretanto, os resultados deste estudo mostraram que embora possível, o mesmo é de difícil execução prática, já que seria necessário uso de atmosfera inerte, preferencialmente atmosfera de hidrogênio e uma faixa de pH (5,5-6,5) muito estreita. Diante disto, escolheu-se como rota de síntese o método Pechini ou método do precursor polimérico. Após calcinação em diferentes temperaturas, os pigmentos foram caracterizados por análises difração de raios X, análises térmicas, microscopia eletrônica de varredura e analises colorimétricas usando o método CIElAB. Os pigmentos foram incorporados a fritas cerâmicas e seu comportamento neste sistema foi caracterizado. Os resultados de cor confirmaram a cor verde do pigmento que corresponde a valores negativos da coordenada a*. Além disso, estudou-se estabilidade da cor obtida por meio da avaliação colorimétrica do pigmento em diferentes condições de luminosidade. Palavras chave: método Pechini, pigmento, cromita de zinco. AbstractZinc chromite pigment was synthesized via Pechini method. Firstly, a thermodynamic study was done in order to predict the operational details for the synthesis of this pigment by the co-precipitation method. However, the results showed that although possible, it is difficult since it would be necessary use of inert atmosphere (hydrogen atmosphere) and a range of pH (5.5-6.5

Revisitando O Tema Pigmentos Cerâmicos Com Ênfase Na Cor Amarela E Aspectos Ambientais / Revisiting the Ceramic Pigments With Emphasis on Yellow Color and Environmental Aspects

“…Os pigmentos cerâmicos, particularmente, apresentam entre outras propriedades, como mostrado na Figura 1, a capacidade de se manterem estáveis frente às elevadas temperaturas de calcinação utilizadas para sua aplicação em substratos cerâmicos [8,20]. A maioria dos pigmentos cerâmicos apresenta estrutura cristalina, são formados por uma rede hospedeira, contendo o elemento cromóforo, que é normalmente um cátion de transição ou transição interna, como vanádio, cromo, ferro, níquel, cobalto, terras-raras, etc, e os possíveis componentes modificadores, que estabilizam as propriedades pigmentantes [21,22].…”

“…No entanto cabe ressaltar a questão do custo de obtenção de substâncias fontes do elemento praseodímio e outros terras-raras que é relativamente alta [26], além disso a cor amarela obtida pelo zircão ((Zn, Pr)SiO₄) pelo método cerâmico tradicional é de obtenção demorada e para usos que necessitam de material fino (menor que 1 µm) a remoagem ocasiona perda da intensidade do tom amarelo [12,32]. Além disso, uma sucinta revisão sobre alguns dos principais métodos de síntese, sumarizado na Tabela III, permite relembrar alguns detalhes de cada método com exemplos de vantagens e algumas desvantagens no sentido de propriedades, mas também levando em conta aspectos ambientais que mereceriam um olhar caso as rotas que ainda não são amplamente utilizadas em escala industrial venham a ser no futuro [8,19,20,21,33,56,57].…”

“…O método Pechini, por exemplo, se destaca pela relativa simplicidade e possibilidade de obtenção de pós finos ou até nanométricos, entretanto apresenta uma ou duas etapas de queima envolvendo a degradação de material orgânico cujo subprodutos necessitam ser controlados para não serem enviados indiscriminadamente ao meio ambiente [20,55].…”