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Modificação química de argilas mistas nacionais – ilita e esmectita

Por:   •  29/5/2018  •  Trabalho acadêmico  •  9.805 Palavras (40 Páginas)  •  221 Visualizações

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[pic 1]

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

[pic 3]

Endereço:        UERJ - IPRJ

                Caixa Postal 97282

                CEP 28614-090 - Nova Friburgo – RJ – Brasil.

Este trabalho nos termos da legislação que resguarda os direitos autorais é considerado de propriedade da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). É permitida a transcrição parcial de partes do trabalho, ou mencioná-lo, para comentários e citações, desde que sem propósitos comerciais e que seja feita a referência bibliográfica completa.

______________________________________

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:

____________________________________________________

Profª. Drª Ana Cristina Fontes Moreira (Orientador)

Instituto Politécnico - UERJ

__________________________________________________

Prof. Dr. Carlos Ivan Ribeiro de Oliveira

Instituto Politécnico - UERJ

____________________________________________________

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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