Fabricação de membranas cerâmicas não-óxidas

Abstract

O conceito de geopolímero foi introduzido por Joseph Davidovits em 1976 para ligantes a base de aluminossilicato alcalino. Conforme formalizado originalmente por Davidovits, os geopolímeros de aluminossilicato consistem em unidades tetraédricas de AlO4 e SiO4 policondensadas à temperatura ambiente, sob condições altamente alcalinas com estabilização de carga fornecida por íons alcalino-terrosos. A formação de ligações em geopolímeros se dá pela polimerização de Si–O–Al, ligada ao ativador alcalino. Dependendo do custo e das propriedades finais desejadas, existe uma grande variedade de matérias-primas que podem ser utilizadas, tais como: metacaulim, lama vermelha, cinzas volantes, diferentes resíduos da indústria etc. Nesta pesquisa o metacaulim foi usado como fonte de aluminossilicato, enquanto o hidróxido de sódio (NaOH) foi utilizado como solução ativador alcalina e para diminuição das bolhas e aumento no tempo de trabalho na confecção da membrana foi utilizado o polietilenoglicol (PEG). No seguinte trabalho pastas geopolimericas com diferentes concentrações do ativador (40-45-50%), combinados com diferentes porcentagens de PEG (3-4-5-6%) foram avaliadas. Uma metodologia inovadora para a formulação de material à base de geopolímero é a manufatura aditiva, popularmente conhecidas como impressão 3D. A manufatura aditiva é um grupo de técnicas emergentes para fabricar estruturas tridimensionais (3D) diretamente de um modelo digital, construindo uma estrutura em camadas sucessivas com menos resíduos. Os resultados obtidos com diferentes formulações foram usados então para confecção de membranas geopolimericas fabricadas via impressão 3D. Constatou-se então que a formulação que trouxe melhores resultados quanto ao tempo de manufatura, plasticidade do material, tempo de cura e resistencia mecânica foi utilizando 40% de ativador alcalina e 3% de PEG.