procceram_aula7-8-9_2012

EN3818 – PROCESSAMENTO DE CERÂMICAS

CENTRO DE ENGENHARIA, MODELAGEM E CIÊNCIAS SOCIAIS APLICADASPr

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ADITIVOS DE PROCESSAMENTO



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Aditivos de processamento

- dispersão das partículas- comportamento de fluxo- seleção e controle da quantidade de aditivo

Características químicas

Tipos de aditivos:

Líquido / solventeSurfactante / agente de molhamentoDefloculanteCoagulanteLigante / floculante

PlastificanteAgente espumanteAntiespumanteLubrificanteBactericida e fungicida



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http://www.madehow.com/Volume-5/Ceramic-Filter.html



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Nature 416, 64-67 (7 March 2002) | doi:10.1038/416064a; Received 3 August 2001; Accepted 31 December 2001



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Líquido / solvente ÁGUA



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Líquido / solventeLÍQUIDOS POLARES

(a) superfície seca

(b) superfície com água fisicamente adsorvida

(c) superfície com água quimicamente adsorvida – superfície hidratada



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Surfactante / agente de molhamento

SURFACTANTES



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Surfactante / agente de molhamento

EMULSIFICANTE

HLB: hidrophilic lipophilic balance



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Floculantes e ligantes

Moléculas poliméricas Partículas coloidais coaguladas Adsorção na superfície de

partículas cerâmicas

Floculação interpartículasFunções específicas

No processamento cerâmico = ligantes



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Início: argilas com matéria orgânica ceras

Desenvolvimento: polímeros vinílicos celulose polietilenoglicol (PEG)

Resinas em geralGéisCimento hidráulicoPolimerização in situ – ligantes reativos



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Argilas: partículas coaguladas adsorvem na superfície de partículas cerâmicas e formam ligações / pontes entre essas partículas

Presença de cátionsAglomerados

Ligantes poliméricos: Adsorção na superfície das partículas e “aproximação” entre elas

ouFormação de filme polimérico entre as partículas



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Floculantes e ligantes – ligantes poliméricos

Polímeros do grupo vinilCelulosePolietilenoglicolCeras

No processamento: 1. pré dissolvido e adicionado como soluçãoou2. misturado com as matérias-primas secas e dissolvido durante a mistura com água



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Floculantes e ligantes – ligantes poliméricos PVA



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Floculantes e ligantes – ligantes poliméricos Celulose



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Floculantes e ligantes – ligantes poliméricos

Possibilidade de formação de gel:Alterações térmicas, químicas ou perda de solvente aumentam a concentração do ligante na solução

Formação de ligações cruzadas – rede tridimensional

Polímero-gel E polímero em solução



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Floculantes e ligantes –Atuação

FloculaçãoControle reológicoLubrificação

Resinas poliméricasLigantes reativosCimento hidráulico



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Plastificantes



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Lubrificantes



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Defloculação / defloculante

Dispersão estabilizada por um aditivo adsorvido a superfície das partículas, que aumenta as forças de repulsão (elétrica ou impedimento estérico), que impede a aproximação das partículas

Coagulação / coagulante

Promoção da aglomeração das partículas pela redução das forças de repulsão entre as partículas, através da adição de um eletrólito



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Cargas elétricas na superfície de partículas

Dessorção de íons na superfície

Reação química que altera a composição da superfície

Adsorção preferencial de aditivos ou impurezas presentes no meio líquido



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Dessorção de íons na superfície

Superfície de argilas - caulinita



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Reação química na superfície Óxidos hidratados



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Adsorção de íons específicos



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Dupla camada elétrica

Íons e moléculas polares que interagem com a superfície das partículas em meio líquido

Atração para região próxima à superfície, aumentando a concentração em relação ao meio líquido

Modelo de dupla camada esférica difusa



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Propriedades eletrocinéticas

Velocidade / movimento eletroforético: movimento das partículas carregadas em suspensão em função de diferença de potencial aplicado.



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Propriedades eletrocinéticas



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Estabilidade da suspensão



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Estabilidade da suspensão – coagulação / floculação



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Estabilidade da suspensão – coagulação / floculação

Suspensão defloculada

Suspensão coagulada

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