Obtenção e caracterização de argila organofílica a partir de bentonita brasileira

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Callegaro, Renata
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia de materiais
Argila
Bentonita
Link de acesso: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/185441
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2017.
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Para tal, foram realizados tratamentos físicos de purificação, na bentonita selecionada, como peneiramento, sedimentação, hidrociclonagem e centrifugação, com o objetivo de separar a fração esmectita dos demais minerais presentes na bentonita e obter a montmorilonita com maior grau de pureza. As análises de difração de raios X indicaram que o percentual de quartzo do material natural foi reduzido de 12% para 3% em massa, após o material ser submetido à centrifugação. Após purificação, a amostra selecionada sofreu tratamentos químicos de ativação com carbonato de sódio, hidróxido de sódio e resinas catiônicas. Dentre os tratamentos de ativação o carbonato de sódio apresentou o maior aumento da capacidade de troca catiônica, de 67 para 85 meq/100 g. O comportamento hidrofílico da argila foi, então, modificado para organofílico através da troca dos cátions Na+ e Ca++ do espaço interlamelar com um sal quaternário de amônio, cuja introdução ocasionou em um aumento do espaçamento das lamelas do silicato de 1,36 para 3,72 nm, medido através da técnica de difração de raios X. As amostras organofilizadas foram caracterizadas também através das técnicas de fluorescência de raios X, termogravimetria, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos mostraram que o processo de obtenção da argila organofílica foi satisfatório, sendo considerado simples e facilmente reprodutível em escala industrial. Além disso, foi comprovado que os tratamentos realizados para obtenção de argila organofílica resultaram em propriedades finais comparáveis às argilas comerciais.Abstract : Organophilic clays have been widely used in several industrial applications, mainly due to its properties, such as cation exchange capacity, swelling capacity, high adsorption and plasticity. The use of clays as adsorbents of organic compounds and additives in clay-polymer nanocomposites has extended the area of application of organophilic clays to beyond drilling fluids, requiring the development of materials with improved properties. In order to produce Brazilian organophilic clay, this study proposes to develop an obtaining process from Quatro Barras bentonite. In order to do this, physical purification treatments were carried out with the selected bentonite, such as sieving, sedimentation, hydrocycloning and centrifugation, with the objective of separation the phase of interest from the other minerals present in the bentonite and obtain a high purity montmorillonite. X-ray diffraction analyzes indicated that the quartz content in the natural material was reduced from 12% to 3% by mass after the material was subjected to centrifugation. After purification, the selected sample was chemical reacted with sodium carbonate, sodium hydroxide and cationic resins. Among the activation treatments, sodium carbonate showed the highest increase in cation exchange capacity, from 67 to 85 meq / 100 g. The hydrophilic behavior of the clay was then modified to organophilic by exchanging the Na + and Ca ++ cations of the interlamellar space with a quaternary ammonium salt, the introduction of which caused an increase in the spacing of the silicate layer from 1.36 to 3.72 nm, measured by the X-ray diffraction technique. The organophilic samples were also characterized by X-ray fluorescence, thermogravimetry, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. The results showed that the obtaining process of organophilic clay was satisfactory, being considered simple and easily reproducible on an industrial scale. In addition, it was proved that the treatments performed provided improvements of the relevant properties to obtain organophilic clays.Fredel, Márcio CelsoSchabbach, Luciana MaccariniUniversidade Federal de Santa CatarinaCallegaro, Renata2018-04-13T19:28:04Z2018-04-13T19:28:04Z2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis104 p.| il., gráfs.application/pdf350346https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/185441porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-04-13T19:28:04Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/185441Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732018-04-13T19:28:04Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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