Modificação química de argilas mistas nacionais – ilita e esmectita
Por: phfl10 • 29/5/2018 • Trabalho acadêmico • 9.805 Palavras (40 Páginas) • 222 Visualizações
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Capa
Folha de rosto[pic 2]
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO POLITÉCNICO DO RIO DE JANEIRO
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Reitor: Ruy Garcia Marques
Vice-Reitor: Maria Georgina Muniz Washington
Diretor do Instituto Politécnico: Ricardo Carvalho de Barros
Coordenador de Curso: José Humberto Zani
Banca Avaliadora Composta por: Profª. Ana Cristina Fontes Moreira (Orientador)
Prof. Carlos Ivan Ribeiro de Oliveira
Engª. Andréia Gomes
CATALOGAÇÃO NA FONTE
UERJ/REDE SIRIUS/BIBLIOTECA CTC/E
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Endereço: UERJ - IPRJ
Caixa Postal 97282
CEP 28614-090 - Nova Friburgo – RJ – Brasil.
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Aluno
Pedro Henrique Pinheiro de Souza
Modificação química de argilas mistas nacionais – ilita e esmectita
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como pré-requisito para obtenção do título de Engenheiro Mecânico, ao Departamento de Engenharia Mecânica e Energia, do Instituto Politécnico, da Universidade do Estado do Rio de Janeiro.
Aprovado em 07 de Agosto de 2017.
Banca Examinadora:
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Profª. Drª Ana Cristina Fontes Moreira (Orientador)
Instituto Politécnico - UERJ
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Prof. Dr. Carlos Ivan Ribeiro de Oliveira
Instituto Politécnico - UERJ
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Engª. Andréia Gomes
Instituto Politécnico - UERJ
Nova Friburgo
2017
DEDICATÓRIA
Aos meus pais e irmã por acreditarem em mim e me apoiarem.
A minha orientadora deste projeto por sua dedicação.
Aos meus amigos por estarem comigo em todos os momentos.
Aos meus professores pelos seus ensinamentos.
AGRADECIMENTOS
Eu agradeço primeiramente a Deus, por ser fundamental em minha vida, sempre me guiando por um caminho que acredito ser o mais correto.
Agradeço a professora Ana Cristina Moreira por ser uma grande profissional e pelos ensinamentos transmitidos, sempre com o seu bom humor e sua paciência.
Agradeço aos meus pais, por apoiarem sempre as minhas escolhas e também, por me incentivar a estudar.
Ao professor Luiz Carlos Bertolino do Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) por toda colaboração durante todas as etapas,desde a disponibilização das argilas até as caracterizações das argilas modificadas que foram realizadas nos laboratórios do CETEM.
A FAPERJ pelo grande incentivo através da bolsa de iniciação tecnológica.
Aos funcionários do IPRJ que sempre me ajudaram.
Muito obrigado!!!
A mente que se abre a uma nova idéia jamais
voltará ao seu tamanho original.
Albert Einstein
RESUMO
SOUZA, Pedro Henrique Pinheiro de. Modificação química de argilas mistas nacionais- ilita e esmectita, 2017. 52f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Instituto Politécnico, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2017.
Argilas são materiais com amplo espectro de utilização e que podem ser manipuladas quimicamente. No campo da nanotecnologia em polímeros as argilas podem ser modificadas por compostos orgânicos (organofilização) para alcançar benefícios oriundos da escala nanométrica. A transformação da argila in natura para argila organofilizada consiste em um procedimento laboratorial simples e pode ser dividido em duas etapas. Primeiro realiza-se a homogeneização do espaçamento das intercamadas que troca os cátions já existentes por um único tipo de íon, geralmente sódio (), facilitando a intercalação de compostos orgânicos, tal processo é conhecido como homoionização. Em seguida, modifica-se a natureza hidrofílica da argila para hidrofóbica, tornando-a semelhante a algumas matrizes poliméricas, aumentando a compatibilidade entre matriz e reforço.Neste projeto são empregadas as argilas mistas, compostas basicamente de ilita e esmectita provenientes do estado de São Paulo e oriundas da bacia sedimentar de Taubaté. Algumas variáveis das reações de homoionização e organofilização, normalmente conhecidas apenas para as bentonitas,são alvo do estudo para otimização das modificações químicas, permitindo conhecer e produzir, de forma mais competitiva, argilas organofilizadas brasileiras e diferentes das clássicas bentonitas. Portanto, o presente trabalho tem três objetivos específicos: caracterizar as argilas Santa Fé e Aligra, em função da capacidade de troca catiônica; avaliar os parâmetros de reação de troca de cátions por sódio () para as duas argilas (como temperatura, tempo e concentração de solução salina); avaliar diferentes tipos de agentes organofílicos (sal de amônio quaternário e silano) para as duas argilas. As argilas in natura e homoionizadas foram caracterizadas por fluorescência de raios-x e pelo método de azul de metileno para cálculo da capacidade de troca catiônica (CTC). As argilas homoionizadas apresentaram uma CTC maior que as argilas in natura. Ambas argilas mostraram-se com forte presença de ilita pelo baixo valor de CTC e pela alta concentração de íons de potássio na análise de fluorescência de raios-X. As argilas organofilizadas foram caracterizadas pela espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados mostraram que as incorporações de sais de amônio quaternário e silano foram bem sucedidas.[pic 4][pic 5]
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