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Espumas vítreas do sistema Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O 3 produzidas pelo processo gelcasting/ Li2O-ZrO2-SiO2 -Al2O3 glass-ceramic foams produced by the gelcasting process

Sousa, E. de; Rambo, C. R.; Ortega, F. S.; Oliveira, A. P. N. de; Pandolfelli, V. C.
2009-06-01

Resumo em português Espumas vítreas do sistema Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O 3 (LZSA) foram produzidas pelo processo gelcasting, associado à aeração de suspensões cerâmicas, sem controle atmosférico. Por meio da adição de diferentes concentrações de agente espumante (Fongraminox) foi possível obter espumas vítreas com densidade relativa variando entre uma estreita faixa (0,10-0,15). As espumas vítreas apresentaram resistência à compressão de 2,5-3,7 MPa, que correspondem a porosidade (mais) entre 85 e 89% e macroestrutra com poros aproximadamente esféricos e interconectados. Tais características tornam esses materiais atraentes para as seguintes aplicações tecnológicas: filtros para metais fundidos e gases quentes e, suportes catalíticos. Resumo em inglês Vitreous foams in the Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O 3 (LZSA) system were produced by the gelcasting process with aeration of ceramic suspensions and without atmospheric control. By the addition of different concentrations of foaming agent (Fongraminox) it was possible to attain glass-ceramic foams in a narrow range of relative density (0.10-0.15). The glass-ceramic foams showed compressive strength of 2.5-3.7 MPa, which corresponds to porosity between 85-89%, and macrostructure wit (mais) h pores nearly spherical and interconnected, these characteristics make these materials attractive for the following applications technology: filters of molten metals and hot gas, and catalytic support.

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Metodologia para estimação de parâmetros físico-químicos de espumas

Luz, José Aurélio Medeiros da; Peres, Antônio Eduardo Clark
2001-12-01

Resumo em português A quantificação da partição de fluxo em espuma é necessária em várias instâncias da indústria, sendo exemplo clássico as operações de separação seletiva por flotação. A partição de líquido no circuito pode ser determinada em função da viscosidade, da tensão superficial, assim como da taxa específica de sinérese da polpa intersticial, ao se levar em conta o equilíbrio sob aeração, entre a vazão de líquido drenado da espuma e a de líquido arras (mais) tado pelo gás. A tensão interfacial pode ser calculada pelo método da gota cadente em tubo capilar, usando-se fatores de correção. Esse trabalho expõe técnicas simples para determinação desses parâmetros físico-químicos de espumas, com uso de aparato experimental de fácil aquisição ou construção. Resumo em inglês The calculation of flow splitting in froths and foams is needy in several instances in the industrial field. The liquid splitting can be calculated in terms of viscosity, surface tension, and the syneresis specific rate of the interstitial pulp, considering that, under equilibrium and during air sparging, the drainage flow rate of liquid matches the upward liquid flow rate caused by the air bubbles rising. This works treats on the determination of these properties, using very simple experimental setup.

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3

Aplicação de espumas cerâmicas produzidas via "gelcasting" em biorreator para tratamento anaeróbio de águas residuárias/ Use of ceramic foams produced via gelcasting in bioreactor for anaerobic treatment of wastewater

Ortega, F. S.; Rocha, K. M.; Zaiat, M.; Pandolfelli, V. C.
2001-12-01

Resumo em português O desenvolvimento da biotecnologia anaeróbia de tratamento de águas residuárias, resultou em novas configurações de biorreatores, nas quais uma importante característica é a existência de condições favoráveis à imobilização de biomassa ativa responsável pela degradação biológica de resíduos poluentes. Características como a resistência à degradação biológica e boa resistência mecânica associadas a uma estrutura celular fazem das espumas cerâmic (mais) as excelentes candidatas à fabricação de suportes para imobilização da biomassa. Neste trabalho, utilizou-se o processo "gelcasting" associado à aeração de uma suspensão para produzir suportes de espuma cerâmica. Foram utilizadas alumina e caulinita, materiais estes em que predominam cargas superficiais positiva e negativa, respectivamente, na faixa de pH 7, em que operam os reatores. Após a queima, as espumas foram caracterizadas quanto à densidade aparente e à permeabilidade, e em seguida submetidas a um ciclo de 35 dias em reator diferencial alimentado com esgoto sanitário sintético. Materiais como argila expandida e borracha de etileno-propileno (EPR) foram submetidos a ciclo similar e comparados aos materiais cerâmicos. Os resultados permitem avaliar as vantagens e desvantagens das espumas cerâmicas como suporte para a imobilização de microorganismos frente a outros materiais. Resumo em inglês The development of anaerobic biotechnology for treatment of wastewater has led to new configurations of bioreactors, which have as an important feature the establishment of favorable conditions for the fixation of biomass that will degrade organic material present in wastewaters. Characteristics such as high resistance to biological degradation and high mechanical strength, coupled to cellular structure make ceramic foams an excellent option for the production of supports (mais) for biomass immobilization. In this work, the gelcasting process in association with the aeration of a ceramic suspension was used as a route to produce ceramic foam supports. Alumina and caulinite, which are materials that have, respectively, positive and negative surface charges at the pH range used in bioreactors, were used as raw materials. After sintering, the foams had their porosity and permeability characterized, and then were submitted to a cycle of 35 days in a differential reactor, fed with synthetic domestic wastewater. Other materials, like expanded clay and ethylene-propylene rubber (EPR) were also submitted to the same tests for the purpose of comparison. Results allowed the evaluation of advantages and disadvantages of ceramic foams as supports for the immobilization of microorganisms in comparison to other materials.

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Ciência de espumas - aplicação na extinção de incêndios/ Science of foams - application in fire-fighting

Figueredo, Rita C. R.; Ribeiro, Fabiana A. L.; Sabadini, Edvaldo
1999-02-01

Resumo em inglês The structural characteristics of foams are responsible for a broad range of applications of this system. Foams produced by aqueous solutions of surfactant concentrates are used in fire-fighting due to their special properties as extinguishing agents. In the present paper we discuss the main aspects involved in fire-fighting, based on some properties of foams. Thermal and chemical stability, good wetting of surfaces, cooling effect by water drained from the bubbles, isola (mais) tion of the air from the burning surface and suppression of flammable vapors are some of the factors involved in the extinguishment of fire by foams.

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Lignina em espumas fenólicas/ Lignin in phenolic foams 66

Carvalho, Gil de; Frollini, Elisabete
1999-01-01

Resumo em português A lignina extraída do bagaço de cana de açúcar pode substituir parcialmente o fenol na preparação de resinas fenólicas. Este trabalho aborda a aplicação de pré-polímero resólico, sendo que o fenol foi parcialmente substituído por lignina (25%, massa lignina/massa fenol ), visando a obtenção de material com características de plástico celular. No presente trabalho descreve-se a caracterização das espumas obtidas por microscopia eletrônica de varredura, (mais) conteúdo de células fechadas, densidade aparente, resistência à compressão e dureza. A espuma lignina-fenol-formaldeído apresentou propriedades mecânicas consideravelmente superiores àquelas da espuma fenólica convencional, caracterizando-se como uma espuma estrutural, com características de isolante térmico. Resumo em inglês Lignin can be recovered from sugar cane bagasse, which is largely available in Brazil, as a residue from sugar mills. This work presents a new application for lignin-phenol formaldehyde polymers in cellular materials. The foams obtained were characterized by scanning electron microscopy, open cell content, apparent density, compressive strength, hardness. The lignin-phenol-formaldehyde foam presents a thermal insulating characteristics combined with remarkable mechanical properties, which allows its application as structural-thermal insulation foam

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6

Decomposição térmica de espumas de poliuretano para fabricação de vitrocerâmica celular de Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA)/ Thermal decomposition of polyurethane foams for manufacturing LZSA cellular glass ceramics

Silveira, Cristian Berto da; Escobar, Jairo A.; Quintero, Miguel W.; Sousa, Eliandra de; Moraes, Elisângela Guzzi de; Oliveira, Antônio Pedro Novaes de; Rambo, Carlos Renato; Hotza, Dachamir
2007-10-01

Resumo em inglês Characterization of the thermal decomposition of polyurethane (PUR) foams was performed by Fourier-transformed infrared (FT-IR) spectroscopy and thermogravimetric analysis (TGA). Three main weight loss paths were observed by TGA, the residue being lower than 3 wt.% for 3 different PUR foams analyzed. FT-IR spectra indicated CO2, CO, NH3 and isocyanides as main decomposition products. PUR foams of different cell sizes were immersed in a slurry of the parent glass ceramic o (mais) f composition Li2O-ZrO2-SiO2-Al 2O3 (LZSA) and submitted to heat treatment. The LZSA cellular glass ceramics obtained after sintering and crystallization resembled the original morphology of the PUR foams.

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Produção e caracterização de espumas de alumina pelo processo gelcasting sem controle atmosférico/ Production and characterization of alumina foams by the gelcasting process without atmospheric contro

Sousa, E. de; Ortega, F. S.; Pandolfelli, V. C.
2009-06-01

Resumo em português O processo de gelcasting, associado à aeração de suspensões cerâmicas, permite a produção de espumas cerâmicas com uma ampla faixa de porosidade (50-90vol.%). Uma das etapas críticas do processo é o enrijecimento da espuma, o qual se baseia na gelificação por meio da polimerização in situ de monômeros previamente adicionados à suspensão cerâmica. Sabidamente, tal reação é inibida pela presença de oxigênio, o que tornou usual o controle atmosférico (mais) durante a produção e gelificação da espuma. Neste trabalho, estudou-se a viabilidade de produzir espumas de alumina pelo processo de gelcasting sem controle atmosférico. Para a produção das espumas, dois diferentes agentes espumantes foram testados. As propriedades físicas e mecânicas das espumas cerâmicas, bem como a microestrutura, foram avaliadas e comparadas com resultados obtidos em condições idênticas, porém com controle atmosférico. Os resultados mostraram que ambos os processos proporcionam características semelhantes e com potencial de aplicação tecnológica. Resumo em inglês The gelcasting process with the aeration of ceramic suspensions allows the production of ceramic foams with a wide range of porosity (50-90vol.%.). One of the critical steps of the process is the setting of the foam, which is based on a gelling reaction by the in-situ polymerization of monomers previously added in the ceramic suspension. This reaction is inhibited by the presence of oxygen, which requires atmospheric control for the stabilization of the foam. In this work (mais) , the feasibility of producing alumina foams by the gelcasting process without atmospheric control was studied. For the foams production, two different foaming agents were tested. The physical and mechanical properties of ceramic foams, as well the microstructure, were evaluated and compared with those produced with the same foaming agents but with atmospheric control. The results obtained using the two procedures were similar and with potential to be applied with technological purposes.

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Propriedades mecânicas de espumas cerâmicas produzidas via "gelcasting"/ Mechanical properties of ceramic foams produced by gelcasting

Ortega, F. S.; Paiva, A. E. M.; Rodrigues, J. A.; Pandolfelli, V. C.
2003-03-01

Resumo em português Cerâmicas porosas são materiais de grande interesse tecnológico, devido à associação de propriedades únicas como alta refratariedade e inércia química com alta permeabilidade, alta área superficial e baixa condutividade térmica. No entanto, o aumento da porosidade resulta, invariavelmente, na deterioração das propriedades mecânicas. Este trabalho faz uma investigação sobre as propriedades mecânicas de espumas cerâmicas obtidas pela aeração de suspensõ (mais) es associada à polimerização "in situ" de monômeros orgânicos previamente adicionados (processo gelcasting). A macroestrutura resultante deste processo é constituída por poros que tendem a uma geometria esférica, a qual minimiza a concentração de tensões mecânicas. Além disso, as paredes dos poros podem ser completamente densificadas, proporcionando uma microestrutura homogênea. A resistência mecânica de espumas cerâmicas com várias densidades foi avaliada por flexão em quatro pontos e por compressão. Os resultados mecânicos foram analisados através da estatística de Weilbull. O módulo elástico das amostras foi caracterizado pelo método de ressonância mecânica de barras. Os resultados obtidos possibilitam uma melhor compreensão dos fatores que determinam as propriedades mecânicas desta nova classe de material, fornecendo subsídios para futuros desenvolvimentos. Resumo em inglês Porous ceramics have great technological importance, since they combine ceramics unique properties, such as refractoriness and chemical resistance, with high surface area, high permeability and low thermal conductivity. Nevertheless, increasing porosity generally deteriorates the mechanical behavior of ceramics. In this work, the mechanical properties of ceramic foams produced by the aeration of ceramic suspensions associated to the polymerization of previously added mono (mais) mers (gelcasting process) is investigated. The macrostructure that results from this process is constituted of nearly spherical pores, a geometry that minimizes the concentration of mechanical stresses. Moreover the cell walls can be well densified during sintering, resulting in a homogeneous microstructure. The mechanical strength of ceramic foams with several densities was evaluated under 4-point bending test and compression. The results of flexural strength were used to calculate the Weilbull modulus of the samples. The Young's modulus and shear modulus were measured using a mechanical resonance method. The results allowed a better comprehension of the main factors that affect the mechanical properties of this new material category and provided insights for its improvement.

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Avaliação das propriedades mecânicas de espumas híbridas de vidro bioativo/álcool polivinílico para aplicação em engenharia de tecidos/ Mechanical behavior of bioactive glass/polyvinyl alcohol hybrid foams for bone tissue engineering

Oliveira, Agda Aline Rocha de; Oliveira, Juliano Elvis de; Oréfice, Rodrigo Lambert; Mansur, Herman Sander; Pereira, Marivalda de Magalhães
2007-01-01

Resumo em português Híbridos de vidro bioativo/polímero são materiais de grande interesse em aplicações biomédicas devido às suas propriedades, que combinam a bioatividade dos materiais cerâmicos, com a flexibilidade dos polímeros. Para regeneração do tecido ósseo, propriedades mecânicas da matriz são críticas e o módulo e a resistência mecânica do material devem ser similares aos do osso natural. Em trabalhos anteriores desenvolvidos no grupo obtiveram-se espumas híbridas (mais) 80% vidro bioativo/20% álcool polivinílico (PVA), para aplicação em engenharia de tecidos. Neste trabalho foi aumentado o teor de PVA dos híbridos para otimizar suas propriedades mecânicas. Os híbridos foram preparados com fase inorgânica 70%SiO2-30%CaO e teores de PVA de 20 a 60%, através da hidrólise ácida de tetraetil ortosilicato, adição de CaCl2, PVA, surfactante e HF. A secagem das espumas mostrou-se crítica, ocorrendo grande contração do gel As amostras foram secas por duas rotas: (1): pré-secagem a 40°C em estufa e secagem a vácuo; (2): pré-secagem a 40°C em estufa com circulação de ar e secagem a alto vácuo. A rota de secagem 2 apresentou maior perda de água e menor contração das amostras. Corpos de prova cúbicos, 10x10x10mm, foram submetidos a ensaios de compressão com velocidade de aplicação de carga de 0,5mm/min. Observou-se que o aumento do teor de polímero na composição das espumas melhorou suas propriedades mecânicas. Resumo em inglês Bioactive glass/ polymer hybrids are materials of high interest for biomedicals applications because their assets, they combine the bioactivity of ceramics, with the flexibility of the polymers. In bone regenerations, mechanicals properties of the scaffold are criticisms and they must be similar to the bone properties. In previous works, hybrid foams with 80% bioactive glass and 20% polyvinyl alcohol (PVA) were prepared by sol-gel process to application as scaffold for bo (mais) ne tissue engineering. In this work, the PVA fraction of the hybrids was increase for to improve their mechanicals properties. The hybrids were prepared with composition inorganic of 70%SiO2-30%CaO and PVA fractions of 20 to 60% by sol-gel method. The drying of the foams was a criticism stage, occurring ample contraction from the gel. The samples were drying for two routes: (1) pre-drying at 40ºC for 7 days and drying at vacuum for 48 hours; (2) pre-drying with air circulation at 40ºC for 7 days and drying at high vacuum for 48 hours. The drying route 2 had the most lost of water and the least contraction of samples. Five specimens of hybrids samples with dimensions 10x10x10mm were compressed at 0,5mm/min-1. The increase of PVA fraction in the hybrids improves their mechanicals properties.

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Processamento e caracterização de espumas vitrocerâmicas do sistema sncp (Sio2-Na2o-Cao-P2 O5)/ Processing and characterization of sncp (Sio2-Na2o-Cao-P2o5) glass-ceramic foams

Mundstock, Karoline Bastos; Moraes, Elizangela Guzi de; Hotza, Dachamir; Oliveira, Antonio Pedro Novaes de; Siligardi, Cristina; Rogero, Sizue Ota
2010-01-01

Resumo em inglês Glass-ceramics foams prepared from glasses of the SiO2-Na2O-CaO-P2O5 by replication process were obtained and characterized in terms of their chemical and physical properties by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, laser diffraction, thermal analysis, density, mechanical strength, microstructural and cytotoxic analysis. The results showed that it is possible to produce glass-ceramic foams by the replication method with optimized properties but cytotoxic analysis indicat (mais) es that the glass-ceramic foams are not bioactive materials. Mechanical strength values varying from 0.5 to 1.0 MPa and from 0.8 to 2.3 MPa were reached for mean particle sizes of 10 and 6 µm, respectively.

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Efeito de reticulante na morfologia e propriedades físico-mecânicas de espumas poliméricas obtidas com EVA e EPDM/ The effect of a crosslinking agent on the morphology and physical and mechanical properties of polymer foams based on EVA and EPDM

Azevedo, Joyce B; Chávez, Manuel Alpire; Rabello, Marcelo S
2011-01-01

Resumo em português Espumas poliméricas são materiais bifásicos constituídos por uma matriz polimérica sólida e por uma fase gasosa proveniente de um agente de expansão. Produtos obtidos com estes materiais vêm ganhando bastante espaço no mercado por apresentar boas propriedades mecânicas aliadas à baixa densidade e baixo custo. O uso de EVA com elastômeros tem sido uma alternativa para proporcionar propriedades mais nobres a esses compostos expansíveis. Dentre os elastômeros u (mais) tilizados, o EPDM apresenta um potencial de aplicação elevado por apresentar boa compatibilidade com as poliolefinas. Como na fabricação da espuma tem-se simultaneamente reações de reticulação e de formação gases de expansão, o balanço desses efeitos tem forte influência sobre as características físicas do produto. Neste estudo, avaliou-se o efeito de um agente reticulante nas formulações de espumas de EVA/EPDM. As propriedades físico-mecânicas, reométricas e morfológicas de misturas EVA/EPDM com diversas proporções de peróxido de dicumila, utilizado como agente de reticulação, foram avaliadas. Os resultados mostraram que o teor de reticulante apresenta forte influência nas características técnicas das espumas obtidas. Resumo em inglês Polymer foams are biphasic materials prepared with a polymer matrix and a gaseous phase from a foaming agent. Products based on this type of material are currently in a good market position due to the good mechanical properties, low density and competitive cost. Blending EVA with elastomers is a feasible alternative to enhance the properties of the expandable compounds. Among the elastomers used as a blend component with EVA, EPDM has a high potential since it has a good (mais) compatibility with polyolefins. Considering that during the foam processing there are simultaneous crosslinking reactions and the formation of gases, the balance between these two effects has a strong influence over the physical characteristics of the final product. In this study the effect of a crosslinking agent on EVA/EPDM foams was investigated. The physical, mechanical and rheometric properties, as well as the foam morphology, were analyzed as a function of dicumil peroxide, used as a crosslinking agent. The results showed that this additive has a strong influence in the crooking and expansion of the compounds, affecting their properties.

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Hidroxiapatita porosa produzida através do gelcasting de espumas visando aplicações biomédicas/ Porous hydroxyapatite prepared by gelcating of foams for biomedical applications

Sepúlveda, P.; Pandolfelli, V. C.; Rogero, S. O.; Higa, O. Z.; Bressiani, J. C.
1999-12-01

Resumo em português Hidroxiapatita porosa foi produzida por meio de uma nova técnica de processamento, visando aplicações na área de implantes ósseos. A produção do material poroso é feita através da produção de espumas pela agitação de suspensões cerâmicas aquosas contendo tensoativos adequados. A solidificação que segue é obtida pela adição de reagentes iniciadores da polimerização in situ de monômeros orgânicos, inicialmente incluídos nas composições, formando u (mais) m gel. Este método permite a produção de corpos com formatos de alta complexidade e elevada resistência mecânica com níveis de porosidade próximos de 90%vol, que suportam corte e torneamento no estado a verde. Os aditivos orgânicos são eliminados a 300 °C e sinterização a 1350 °C é efetuada para consolidação da matriz. A otimização da resistência mecânica decorre da combinação entre uma matriz cerâmica de alta densidade a uma estrutura de poros esféricos com diâmetros que variam de 20-1000 mm possuindo inter-conecções de aproximadamente 10-100 mm, dependendo da densidade. O material sinterizado foi avaliado quanto a sua citoxicidade, utilizando-se o método quantitativo de formação de colônias que calcula o índice de citotoxicidade IC50(%) após contato do extrato do material com células de mamíferos. Os resultados mostraram que o processo de fabricação e os reagentes utilizados não afetaram os baixos níveis de toxicidade do pó de hidroxiapatita que era originalmente de pureza biomédica. Resumo em inglês A novel technique has been applied to manufacture porous hydroxyapatite for implant applications. The process involved generation of foam from an aqueous suspension of the powder followed by in situ polymerisation of organic monomers, which had been previously added to the compositions. This method produces strong gelled and complex-shaped bodies with up to 90% porosity that can withstand machining in the green state. The organic additives are eliminated at temperatures a (mais) bove 300 °C and sintering is carried out for consolidation of the ceramic matrix. An optimized mechanical strength results from a highly densified matrix combined with spherical inter-connected cells of diameter ranging from 20 to 1000 mm and channels of 10-100 mm, depending on the specimen density. Cytotoxicity test was conducted with sintered HA extracts in contact with mammalian cells, based on a quantitative method of colonies formation suppression. The in vitro test revealed that the original purity of the biomedical-grade hydroxyapatite powder was neither affected through processing nor by the employed reagents.

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Efeito da técnica de aeração sobre a macroestrutura e a permeabilidade de espumas cerâmicas produzidas via "gelcasting"/ Effect of aeration technique on the macrostructure and permeability of gelcast ceramic foams

Ortega, F. S.; Innocentini, M. D. M.; Valenzuela, F. A. O.; Pandolfelli, V. C.
2002-06-01

Resumo em português A produção de espumas cerâmicas através da aeração de suspensões associada ao processo "gelcasting" pode proporcionar cerâmicas porosas celulares com excelentes propriedades mecânicas, em uma ampla faixa de densidades. Entretanto, o uso deste material em aplicações específicas, como filtragem, isolamento térmico e suporte para catálise, requer adequações macroestruturais que favoreçam as propriedades desejadas, tais como permeabilidade, condutividade tér (mais) mica e área superficial. Tais propriedades decorrem de características como densidade, distribuição de tamanho de célula e conectividade entre células vizinhas, as quais são definidas durante a produção da espuma. Neste trabalho estudou-se a influência do processo de aeração sobre a macroestrutura da espuma cerâmica. Foram utilizados dois tipos de aerador, sendo um do tipo planetário e outro constituído de um borbulhador acoplado a um agitador mecânico. Suspensões de alumina contendo diferentes concentrações de agente espumante foram submetidas a ciclos de agitação nos dois tipos de aerador. Após a gelificação, os corpos obtidos foram sinterizados e avaliados quanto à permeabilidade ao ar e quanto à distribuição de tamanho de célula utilizando as técnicas de análise de imagem e de porosimetria de mercúrio. Os resultados mostram que o processo de aeração pode influenciar sensivelmente a densidade e o tamanho médio dos poros, com efeitos significativos sobre a permeabilidade do material. Verificou-se ainda que a caracterização da distribuição de tamanho de poro por porosimetria de mercúrio e por microscopia ótica leva a diferentes resultados, mas que ambas as técnicas podem ser úteis, dependendo do objetivo com que são usadas. Resumo em inglês The production of porous ceramics through the aeration of suspensions associated with the gelcasting process provides cellular porous ceramics with excellent properties and a wide range of densities. Nonetheless, the use of this material in applications such as filtering, thermal insulation, or catalyst supports requires a macrostructural tailoring in order to favor specific properties, such as permeability, thermal conductivity or specific surface area. These properties (mais) are determined by characteristics such as density, pore size distribution and connectivity between neighboring cells, which are defined during foam formation. The aim of this work was to assess the influence of the aeration process on the macrostructure of ceramic foams. A planetary mixer and a stirring vessel with a bubbling ring at the bottom surface were studied in this work. Alumina suspensions containing different foaming agent concentrations were submitted to mixing cycles in both foam generators. After gelling, samples were sintered and had their pore size distribution evaluated using image analysis and mercury porosimetry. The air permeability was also evaluated. The results showed that the aeration process may strongly influence the density and the mode pore size, having a significant effect on the material's permeability. It was observed that mercury porosimetry and image analysis lead to different pore size distributions. However, both results are useful, depending on the aim of the analysis.

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Reologia, cinética de polimerização e resistência mecânica de sistemas para a produção de espumas cerâmicas via "Gelcasting"/ Rheology, kinetics of polymerization and strength of gelcasting systems for the production of ceramic foams

Ortega, F. S.; Sepulveda, P.; Pandolfelli, V. C.
2001-06-01

Resumo em português A associação da aeração de suspensões cerâmicas contendo um agente espumante ao processo "gelcasting" possibilitou o desenvolvimento de uma nova classe de cerâmicas porosas com propriedades sem precedentes. Um dos pontos mais importantes deste processo é a polimerização de precursores orgânicos dissolvidos na fase líquida, resultando na formação in situ de um gel, o qual enrijece a suspensão imediatamente após a formação da espuma, impedindo o colapso de (mais) sta. Recentemente, alguns sistemas de monômeros tais como acrilato de amônio, hidroximetilacrilamida, ácido metacrílico, metacrilamida e metileno-bisacrilamida foram descritos como agentes gelificantes adequados para a produção de corpos densos. Entretanto, estudos sobre sistemas gelificantes visando a produção de espumas cerâmicas não são conhecidos, apesar da enorme importância desta etapa no processo, e do maior número de restrições existentes na produção de corpos porosos. Neste trabalho, os sistemas supracitados foram avaliados considerando critérios exigidos no processamento de espumas cerâmicas, tais como tempo de reação para a solidificação da espuma, interferência sobre a dispersão e comportamento reológico da suspensão, resistência mecânica a verde antes e após a secagem. Combinações de diferentes tipos de monômeros foram também investigadas com relação aos parâmetros acima citados. Os resultados obtidos permitem uma maior compreensão dos fenômenos observados no processo, além de fornecer subsídios para a seleção de sistemas gelificantes adequados à produção de cerâmicas porosas através desta nova técnica. Resumo em inglês The association of the gelcasting process with the aeration of ceramic suspensions containing a surfactant allowed the development of a new category of ceramic foams, which shows unprecedented properties. One of the key points of this process is the gelling reaction of organic monomers dissolved in the liquid phase, which sets the foamed suspension avoiding its collapse. Recently, a variety of monomeric systems were described as good gelling agents for ceramic suspensions (mais) , namely ammonium acrylate, hydroxymethil-acryalmide, methacrylic acid, methacrylamide and methylene-bysacrylamide. These systems were studied in this work considering the criteria required to produce ceramic foams, including the reaction kinetics, the effects of monomer type on dispersion mechanisms and rheological behavior of suspensions, and the green strength of wet and dried gelled bodies. The association of pairs of monomers were also evaluated considering the same criteria. The results allowed a better comprehension of the phenomena observed during the process, and lay fundaments for the selection of gelling systems for the production of porous ceramics through this novel route.

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Influência do tempo de indução nas propriedades de hidroxiapatita porosa obtida por gelcasting de espumas/ Influence of the induction time on the properties of porous hydroxyapatite obtained by gelcasting foams

Volkmer, T. M.; Santos, L. A. dos
2007-12-01

Resumo em português Hidroxiapatita é uma cerâmica bioativa que permite o crescimento de tecido ósseo e revascularização da área implantada pela formação de ligação com a fase mineral dos ossos. Este estudo teve como objetivo a obtenção de blocos porosos de hidroxiapatita através do método gelcasting de espuma, sem a utilização de atmosfera controlada para a realização das polimerizações. O processo gelcasting de espumas consiste na incorporação de uma fase gasosa disper (mais) sa dentro de uma suspensão cerâmica contendo o pó cerâmico, água, defloculantes, ligantes e agentes de gelificação. O sistema de gelificação consiste no monômero acrilamida e no co-monômero N,N’ metilenobisacrilamida difuncional (MBAM). Foi estudada a variação das quantidades de iniciador e de acelerador e verificou-se a variação do tempo de indução e seus reflexos nas propriedades da hidroxiapatita porosa. Avaliou-se a porosidade, a macroestrutura, a distribuição de tamanho de poros e a permeabilidade. Verificou-se que é possível controlar a porosidade variando-se o tempo de indução e a ausência de atmosfera controlada não impediu a obtenção das peças porosas. Resumo em inglês Hydroxyapatite (HA) is a bioactive ceramic that allows bone growth and revascularization of the area of implantation trough the formation of chemical bonding with the mineral phase of the bones. The aim of this work was to obtain porous blocks of HA by the gelcasting foams method without atmosphere control. The gelcasting foams process consists in the incorporation of a dispersed gaseous phase, with the help of a surfactant, inside a ceramic suspension containing the cera (mais) mic powder, water and gelation agents. The gelation system is composed by one monomer, acrylamide, and one comonomer, methylenebisacrylamide (MBAM). The effect of the accelerator and initiator amounts on the induction time, porosity, pore size distribution and permeability was evaluated. It was possible to control the porosity through the variation of the induction time by changing the amounts of reactions initiator and accelerator, and the absence of controlled atmosphere did not impede the preparation of HA porous blocks.

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Avaliação de sistemas gelificantes para a produção de cerâmicas porosas através da técnica "gelcasting" de espumas/ Evaluation of gelling systems for the production of porous ceramics by gelcasting of foams

Ortega, F. S.; Inostroza, P. A. S.; Pandolfelli, V. C.
2000-12-01

Resumo em português A associação da técnica "gelcasting" com o processo de aeração de suspensões cerâmicas permitiu o desenvolvimento de uma nova classe de espumas cerâmicas com propriedades sem precedentes entre as cerâmicas porosas. Um dos pontos mais importantes deste processo é a reação de gelificação, a qual enrijece a suspensão após a produção de espuma. Recentemente, alguns sistemas de monômeros tais como acrilato de amônio, hidroximetil-acrilamida, ácido metacrí (mais) lico, metacrilamida e metileno-bisacrilamida foram descritos na literatura como agentes capazes de gelificar suspensões cerâmicas. Neste trabalho, estes sistemas foram estudados considerando critérios exigidos no processamento de espumas cerâmicas, como tempo de reação, interferência sobre o mecanismo de dispersão e comportamento reológico da suspensão, influência sobre o volume de espuma produzido, e resistência mecânica a verde dos corpos obtidos. Estudou-se também um sistema alternativo, baseado na formação de ligações cruzadas entre moléculas de álcool polivinílico (PVAl), o qual, ao contrário dos demais sistemas, não é inibido pela presença de oxigênio. Os resultados permitem uma maior clareza na seleção de sistemas gelificantes visando a produção de espumas cerâmicas através de gelcasting. Resumo em inglês The association of gelcasting process with aeration of ceramic suspensions allowed the development of a new category of ceramic foams, which shows unprecedented properties. One of the key points of this process is the gelling reaction, which sets the suspension after the generation of foam. Recently, some monomeric systems were described as good gelling agents for ceramic suspensions, such as ammonium acrylate, hydroxymethil-acryalmide, methacrylic acid, methacrylamide an (mais) d methylene-bysacrylamide. These systems were studied in this work considering the criteria required to produce ceramic foams, as the reaction kinetics, the effects on dispersion mechanisms and on rheological behavior of suspensions, the influence on the foam volume produced, and the green strength of gelled material. An alternative system, based in the crosslinking of polyvinyl-alcohol macromolecules was also studied. This reaction is not inhibited by oxygen, as occurs with monomer-based systems. It is expected that the results will help in the selection of gelling systems for the production of porous ceramics through the novel gelcasting of foams route.

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Polipropileno Carregado com Microesferas Ocas de Vidro (Glass Bubbles™): Obtenção de Espuma Sintática/ Polypropylene Filled with Glass Microspheres (Glass Bubbles™): Obtaining a Syntactic Foam

Barboza, Ana C. R. Nery; De Paoli, Marco A.
2002-01-01

Resumo em português Espumas sintáticas são materiais cujas células são formadas por esferas ocas, de vidro ou poliméricas, com diâmetros na faixa de 10 a 100 µm. A utilização de Glass BubblesTM para a obtenção de espumas sintáticas de polipropileno é uma opção para obter material de baixa densidade sem grande perda de propriedades mecânicas. Os espaços vazios no material também melhoram as propriedades de isolamento térmico. Além disso, o formato esférico da carga promov (mais) e distribuição isotrópica de tensões e melhor acabamento superficial das peças. As principais etapas deste trabalho foram: experimentos preliminares em um reômetro de torque para determinar a resistência das esferas a um mínimo de cisalhamento; extrusão do material em escala piloto, utilizando uma extrusora mono-rosca, seguida por peletização e injeção de corpos-de-prova; análise da homogeneidade dos compósitos e do grau de interação entre a matriz polimérica e a carga na presença e na ausência de agentes de funcionalização, através de microscopia ótica de varredura. Resumo em inglês Syntactic foams are foams where the cells (empty spaces) are created by hollow glass or polymeric spheres with diameters in the range of 10 to 100 µm. The use of Glass BubblesTM is suitable for obtaining low-density syntactic polypropylene foam without great loss in mechanical properties. The hollow spaces in PP syntactic foams may also improve the thermal insulating properties, in addition to isotropy and better surface finishing, due to the presence of the spherical fi (mais) ller. The main steps of this work included preliminary experiments using a torque rheometer to determine the resistance of the spheres to a minimum shear; obtaining the material in a pilot scale using a Single Screw Extruder, followed by pelletization of the material and injection of test specimens. Also, the analysis of homogeneity of the composites and the degree of interaction between polymeric matrix/filler in the presence or absence of functionalization agents was done with Scanning Electron Microscopy.

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Obtenção e propriedades de cerâmicas porosas pela técnica de incorporação de espuma/ Production and properties of porous ceramics obtained by foam addition technique

Romano, R. C. O.; Pandolfelli, V. C.
2006-06-01

Resumo em português Cerâmicas porosas, em geral, associam baixa condutividade térmica, alta área superficial, alta permeabilidade e resistência a ataques químicos. Essas características despertam grande interesse do setor de refratários para sua utilização como filtros em altas temperaturas e/ou como isolantes térmicos, quando sua porosidade é fechada. Diversas técnicas foram reportadas para obtenção desses materiais, tais como a queima de partículas orgânicas, a réplica e o (mais) gelcasting de espumas cerâmicas. No entanto, com as técnicas convencionais utilizadas até o momento, ainda não é possível o adequado controle da porosidade e da homogeneidade microestrutural. Por isso, no presente trabalho é proposta uma nova forma de obtenção de materiais porosos, onde uma espuma estável, produzida independentemente, é adicionada em uma suspensão de alumina, gerando materiais com elevada porosidade e estrutura homogênea (com estreita população de poros). Além disso, algumas propriedades, como resistência mecânica e módulo de Weibull são apresentadas e os resultados indicam que essa nova rota de processamento pode vir a ser utilizada para desenvolvimento de novos produtos. Resumo em inglês Porous ceramics materials, usually, associate low thermal conductivity, high superficial area, high permeability and high resistance to chemical corrosion. These are interesting features for refractory applications such as filters for high temperatures or thermal insulating purposes. Several techniques have been reported to obtain porous ceramics: organic particle burn-out, replica technique and gelcasting of ceramic foams. However, these processing routes generally resul (mais) t heterogeneous materials with a broad of pore size distribution. Therefore, in this work a novel technique is used in order to produce porous ceramics, where a stable foam, prepared independently, is mixed to a Al2O3 suspension, producing materials with high porosity and homogeneous microstructure (narrow pores distribuition). Besides that, their mechanical strength and Weibull's modulus are presented and the results showed promissing perspectives for this developed technique.

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Avaliação da permeabilidade de filtros de aerossóis para altas temperaturas, preparados a partir da técnica de adição de espuma aquosa em suspensão cerâmica/ Permeability characterization of hot aerosol filters prepared with foaming of ceramic suspensions

Innocentini, M. D. M.; Romano, R. C. O.; Schreurs, H.; Rodrigues, V. P.; Coury, J. R.; Pileggi, R. G.
2009-12-01

Resumo em português Este trabalho é parte de um projeto de desenvolvimento de filtros cerâmicos para a remoção de material particulado disperso em correntes gasosas em temperaturas elevadas. Os filtros cerâmicos utilizados para esta finalidade devem apresentar elevada porosidade aliada a uma distribuição homogênea de poros interconectados, resultando em estrutura permeável e com boa resistência mecânica e eficiência de coleta. Uma rota de processamento recentemente desenvolvida � (mais) � utilizada para o processamento das peças, já que permite a obtenção de todas as características requeridas para uma filtração eficiente. Nesta técnica, os materiais porosos são processados a partir da incorporação de espumas aquosas em uma suspensão cerâmica de alumina e consolidados a partir da adição de cimento aluminoso. Comparado com outras rotas de processamento, este processo é mais atrativo, pois permite a fabricação de peças com geometrias complexas, economicamente viáveis e sem utilização de aditivos tóxicos. O objetivo deste trabalho foi otimizar a composição cerâmica de modo a atender aos requisitos de permeabilidade do filtro, tendo como base sua operação econômica em temperaturas elevadas em processos como incineração de resíduos, produção de cimento ou queima de biomassa em caldeiras em plantas químicas. Resumo em inglês This work is part of a project to develop ceramic filters to treat flue gases from cement plants, biomass boilers and waste incinerators. Ceramic filters used for these purposes must present high porosity, homogeneous porous distribution (interconnected) to result in bodies with high mechanical strength, permeability and collection efficiency for fine particles. A method recently developed has been used for the filters processing. In this new processing route, the porous (mais) samples were prepared through the incorporation of aqueous foams into alumina-based suspensions. Compared to other techniques, this process seems to be an attractive and cost effective solution for fabricating complex shaped bodies, without toxic admixtures. The procedure to establish the required features of the filtering membrane for a desired flow condition is described, as well as the experimental work to produce and select the ceramic membranes with such requirements.

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Otimização da permeabilidade de filtros de aerossóis para altas temperaturas preparados a partir da técnica de adição de espuma aquosa em suspensão cerâmica/ Permeability optimization of hot aerosol filters prepared from foaming of ceramic suspensions

Innocentini, M. D. M.; Romano, R. C. O.; Schreurs, H.; Rodrigues, V. P.; Coury, J. R.; Pileggi, R. G.
2009-03-01

Resumo em português Este trabalho é parte de um projeto de desenvolvimento de filtros cerâmicos para a remoção de material particulado disperso em correntes gasosas em temperaturas elevadas. Os filtros cerâmicos utilizados para esta finalidade devem apresentar elevada porosidade aliada a uma distribuição homogênea de poros interconectados, resultando em estrutura permeável e com boa resistência mecânica e eficiência de coleta. Uma rota de processamento recentemente desenvolvida � (mais) � utilizada para o processamento das peças, já que permite a obtenção de todas as características requeridas para uma filtração eficiente. Nesta técnica, os materiais porosos são processados a partir da incorporação de espumas aquosas em uma suspensão cerâmica de alumina e consolidados a partir da adição de cimento aluminoso. Comparado com outras rotas de processamento, este processo é mais atrativo, pois permite a fabricação de peças com geometrias complexas, economicamente viáveis e sem utilização de aditivos tóxicos. O objetivo deste trabalho foi otimizar a composição cerâmica de modo a atender aos requisitos de permeabilidade do filtro, tendo como base sua operação econômica em temperaturas elevadas em processos como incineração de resíduos, produção de cimento ou queima de biomassa em caldeiras em plantas químicas. Resumo em inglês This work is part of a Brazilian project to develop ceramic filters to treat flue gases from cement plants, biomass boilers and waste incinerators. Ceramic filters used for these purposes must present high porosity, homogeneous porous distribution (interconnected) to result in bodies with high mechanical strength, permeability and collection efficiency for fine particles. A method recently developed has been used for the filters processing. In this new processing route, t (mais) he porous samples were prepared through the incorporation of aqueous foams into alumina-based suspensions. Compared to other techniques, this process seems to be an attractive and cost effective solution for fabricating complex shaped bodies, without toxic admixtures. The procedure to establish the required features of the filtering membrane for a desired flow condition is described, as well as the experimental work to produce and select the ceramic membranes with such requirements.

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Desempenho de pontas de pulverização em Brachiaria brizantha cv. MG-4 para controle de ninfas de cigarrinhas das pastagens/ Spray nozzles performance in Brachiaria brizantha cv. MG-4 for pastures spittlebugs nymphs control

Maciel, Cleber D. de G.; Velini, Edivaldo D.; Bernardo, Rodrigo dos S.
2007-01-01

Resumo em português O trabalho teve como objetivo estudar o desempenho de pontas de pulverização na deposição da calda inseticida para o controle de ninfas de cigarrinhas das pastagens em Brachiaria brizantha cv. MG-4. Doze tratamentos foram estudados em esquema fatorial 6x2, constituídos pelo contraste de seis pontas de pulverização e pressões de 196 e 392 kPa: TF-VP2 (336 L ha-1 e 467 L ha-1); AI11002-VS (184 L ha-1 e 200 L ha-1); XR11002-VS (200 L ha-1 e 280 L ha-1); TT11002-VP (2 (mais) 00 L ha-1 e 280 L ha-1); TJ60-11002VS (208 L ha-1 e 280 L ha-1) e TX-VK4 (72 L ha-1 e 97 L ha-1). Para monitorar a deposição das caldas de pulverização, utilizaram-se os traçadores Azul Brilhante FD&C-1 (0,3% p/v) e Amarelo de Tartrasina FD&C-5 (0,6% p/v). Alvos artificiais, constituídos de lâminas de vidro, foram posicionados na base das plantas, próximos à superfície do solo, e os depósitos por unidade de área das soluções pulverizadas foram quantificados por espectrofotometria. As pontas TF-VP2, XR11002-VS e AI11002-VS, nas pressões de 196 e 392 kPa, proporcionam as maiores deposições da calda de pulverização na região das espumas das cigarrinhas das pastagens, apesar de apresentarem menor uniformidade na distribuição dos depósitos em relação a TX-VK4, XR110.02-VS e TJ110.02-VS. O aumento da pressão de 196 para 392 kPa promoveu aumento na deposição da calda de pulverização sobre a Brachiaria brizantha e na região onde se encontram as espumas das cigarrinhas para todos os tipos de pontas estudadas. Resumo em inglês The work aimed to study spray nozzles performance in pesticide sprayer deposition for controlling pastures spittlebugs nymphs in Brachiaria brizantha cv. MG-4 pasture. Twelve treatments were studied in factorial scheme 6x2, constituted by the contrast of six spray nozzles and 196 and 392 kPa work pressures: TF-VP2 (336 L ha-1 and 467 L ha-1); AI11002-VS (184 L ha-1 and 200 L ha-1); XR11002-VS (200 L ha-1 and 280 L ha-1); TT11002-VP (200 L ha-1 and 280 L ha¹); TJ60-11002V (mais) S (208 L ha-1 and 280 L ha-1) and TX-VK4 (72 L ha-1 and 97 L ha-1). For monitoring sprayer deposition it was used Bright Blue FD&C-1 (0.3% p/v) and Tartrasine Yellow FD&C-5 (0.6% p/v) as tracers. Artificial targets, constituted by thin glass plates were positioned on plants tillers base, near to soil surface and deposition per unit area of sprayed solutions were quantified by spectrophotometry. TF-VP2; XR11002-VS and AI11002-VS spray nozzles, in 196 and 392 kPa work pressures provided the largest sprayer deposition in the foam regions of pastures spittlebugs nymph, in spite of showing inferior uniformities of sprayer deposition in relation to TX-VK4, XR110.02-VS and TJ110.02-VS.The increase of work pressure from 196 to 392 kPa promoted the increase of sprayer deposition over Brachiaria brizantha and over the region where pastures spittlebugs foams were located for all types of spray nozzles studied.

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Poliuretanos como materiais de revestimento de superfície/ Polyurethanes as materials for surface coatings 41

Coutinho, Fernanda M.B.; Delpech, Marcia C.
1999-01-01

Resumo em português Os poliuretanos são polímeros extremamente versáteis. São aplicados numa ampla gama de materiais com propriedades diversas. Esses polímeros podem ser encontrados sob a forma de elastômeros, fibras e espumas, podendo ainda apresentar biocompatibilidade. Na indústria de revestimentos, incluindo os adesivos, os poliuretanos têm sido utilizados e têm apresentado excelente desempenho na proteção de uma grande variedade de substratos como aço, concreto, plásticos, (mais) metais, papel, couro e madeira. Devido ao movimento mundial de restrição ao uso de substâncias orgânicas voláteis tóxicas (VOC), vêm sendo de fundamental importância a pesquisa e desenvolvimento de sistemas aquosos. Entre esses destacam-se os poliuretanos dispersos em água, que estão em amplo crescimento na indústria de revestimentos, como mostra esta revisão. Resumo em inglês Polyurethanes, extremely versatile materials, may present biocompatibility and be found as elastomers, fibers and foams. In the coating industry, polyurethanes may be used as protecting coatings for substrates such as steel, concrete, plastics, metals, paper, leather and wood. The research and development of aqueous systems has been growing due to the world-wide movement for restriction of volatile organic compounds (VOC) emission. In this work, the latest advances in the field of polyurethane coatings have been reviewed.

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Agente espumante e seus efeitos nas propriedades físicas de alumina porosa/ Foaming agent and the effects on the physical properties of porous alumina

Salvini, V. R.; Garcia, J. R.; Oliveira, I. R. de; Pandolfelli, V. C.
2006-03-01

Resumo em português Cerâmicas porosas têm sido aplicadas em processos de refino, microfiltração de líquidos e emulsões e, também, como isolantes térmicos a altas temperaturas. Embora exista uma vasta aplicação tecnológica destes materiais, há poucos estudos na literatura sobre a obtenção de cerâmicas usando-se espuma como precursora da porosidade e seus efeitos nas propriedades finais do corpo. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho compreende a avaliação de distint (mais) os agentes químicos espumantes catiônicos e aniônicos e de um agente viscosificante na produção e estabilidade de espumas aquosas. Os critérios de avaliação destes aditivos foram o volume de espuma produzido, o tempo para colapsar as bolhas de ar e a natureza química dos surfactantes. Os corpos cerâmicos porosos obtidos foram avaliados quanto à sua porosidade, densidade e distribuição de tamanho de poros. Resumo em inglês Porous ceramics have been applied in the refining process, micro filtration of liquids and emulsions and, also, as thermal insulators for high temperatures. Nevertheless, there are few studies in the literature concerning the production of ceramics using foam as the porosity precursor and its effect on the final properties of the material. Thus, the objective of this work comprises the evaluation of the different cationic and anionic foaming chemical additives, and a thic (mais) kening agent on the production and stabilization of the water based foams. The evaluating criteria of these agents involved the foam volume generated, the time for the coalescence of the air bubbles and the chemical nature of the surfactants. The properties of the porous ceramic samples were carried out considering the porosity, the density and the distribution of pore size.

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Filtração de aerossóis em altas temperaturas utilizando filtros cerâmicos de dupla camada: influência do diâmetro de partícula na eficiência de coleta/ Filtration of aerosols at high temperatures using a double layer ceramic filter: influence of the particle diameter in the collection efficiency

Freitas, N. L de; Maniero, M. G.; Coury, J. R.
2004-12-01

Resumo em português Neste trabalho foram utilizados filtros cerâmicos para filtração de aerossóis, constituídos por dupla camada, onde a primeira camada é formada por um suporte celular de elevada porosidade com diâmetro de poro controlado e a segunda formada por uma película filtrante. A camada suporte foi obtida pela técnica de replicação cerâmica de espuma poliuretânica, por meio da impregnação de uma suspensão aquosa de Al2O3. Foram utilizados suportes de 45 e 75 poros/po (mais) legada. A membrana filtrante (Al2O3 e argila) foi a mesma para ambos os suportes, sendo composta por uma massa granular cerâmica de baixa porosidade. Os experimentos de filtração foram realizados em temperaturas de 25 a 700 ºC onde mediu-se a capacidade dos filtros de limpar um aerossol de partículas finas polidispersas (diâmetro mediano de 4,6 µm) e calculou-se a eficiência de coleta para diâmetros de partícula entre 0,4 e 8,5 µm. Os resultados mostraram que a eficiência diminuiu com o aumento da temperatura e aumentou com o diâmetro da partícula. Resumo em inglês In this work, ceramic filters were used for aerosol filtration. The filters were constituted by two layers, where the first layer was formed by of a highly porous ceramic support with controlled pore size and the second layer constituted by a fine membrane. The ceramic support was obtained from polymeric foams utilizing a technique of alumina impregnation. The supports had 45 and 75 pores per inch (ppi). The membrane (a mixture of alumina and clay) was the same for the tw (mais) o supports, with much smaller pore sizes. The filtration experiments were accomplished at temperatures varying from 25 to 700 ºC, where the ability of the filters for cleaning an aerosol constituted by fine particles (median diameter of 4.6 µm) was measured. The collection efficiency was calculated for particle diameters between 0.4 and 8.5 µm. The results showed that the collection efficiency decreased with the increase of the temperature and increased with particle diameter.

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Rigid polyurethane foams from lignin based polyols

Cateto, C.A.; Barreiro, M.F.; Rodrigues, A.E.; Belgacem, M.N.

Rigid polyurethane (RPU) foams were synthesized using lignin-based polyols obtained by an oxypropylation process. Alcell, Indulin AT, Curan 27-11P and Sarkanda lignins have been oxypropylated using formulations deduced from an optimization study with Alcell. L/PO/C (ratio between lignin, PO and cata...

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Relação entre porosidade e os módulos elásticos de esponjas cerâmicas produzidas via "gelcasting"/ The relation between porosity and elastic moduli of gelcast ceramic foams

Rodrigues, J. A.; Ortega, F. S.; Paiva, A. E. M.; Villaboim, E. L. G.; Pandolfelli, V. C.
2004-09-01

Resumo em português A técnica "gelcasting", associada à aeração de suspensões cerâmicas, permite a produção de esponjas cerâmicas com uma larga faixa de porosidade. Esponjas à base de alumina foram produzidas com porosidade variando de 62 a 87 %-vol, o que corresponde a densidades relativas entre 0,13 e 0,38. Essas esponjas foram utilizadas para a verificação de modelos, tais como de Mackenzie, de Boccaccini e de Gibson e Ashby, que relacionam a porosidade ou a densidade com os m (mais) ódulos elásticos da cerâmica porosa. Os módulos elásticos de Young, de cisalhamento e a razão de Poisson foram caracterizados através da técnica de ressonância mecânica de barras. Essa técnica permitiu avaliar os valores dos módulos elásticos mesmo com o material tendo macroestrutura celular. Os resultados permitiram verificar qual dos citados modelos oferece melhor descrição do comportamento do módulo elástico em função da porosidade das esponjas cerâmicas. Resumo em inglês Broad porosity range can be obtained in ceramic foams employing the gelcasting technique coupled to the aeration of ceramic suspensions. Alumina based foams were produced with porosity in the range of 62 to 87 volume-%, which corresponded to relative densities between 0.13 and 0.38. Fitting models after Mackenzie, Boccaccini and Gibson and Ashby, describing the dependency of elastic moduli on density or porosity, were applied. The bar resonance technique was used to deter (mais) mine the values of Young's modulus, shear modulus and Poisson's ratio of these cellular material. The fitting model that best describe the dependence of elastic moduli on porosity could be identified and discussed.

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Optimization study of lignin oxypropylation in view of the preparation of polyurethane rigid foams

Cateto, C.A.; Barreiro, M.F.; Rodrigues, A.E.; Belgacem, M.N.

Four lignin samples (Alcell, Indulin AT, Curan 27-11P, and Sarkanda) were converted into liquid polyols by a chain extension reaction with propylene oxide (oxypropylation). The reaction was carried out in a batch reactor using potassium hydroxide (KOH) as the catalyst. The formulation was optimized ...

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Espumados magnetizáveis úteis em processos de recuperação ambiental/ Magnetic foams useful in the environmental recovery processes

Lopes, Magnovaldo C; Souza Jr, Fernando G. de; Oliveira, Geiza E
2010-01-01

Resumo em português A produção de biodiesel foi incentivada pelo desejo de se obter fontes energéticas de origem diferente do petróleo. Este processo, contudo, gera grandes quantidades de glicerina como subproduto. Assim, novas aplicações devem ser encontradas para esta glicerina evitando o colapso da cadeia nacional produtiva de glicerina animal. Uma aplicação mais nobre para esta glicerina, proveniente da indústria de biodiesel, é a produção de resinas alquídicas. Estas resina (mais) s podem ser utilizadas como matrizes de compósitos para recuperação de ambientes aquáticos impactados por acidentes de derrames de petróleo. Outra aplicação para estes materiais é na remoção e limpeza de águas produzidas e águas de refinaria, visando a atender a legislação ambiental. Neste trabalho, nanocompósitos espumados magnetizáveis foram preparados pela inserção de nanopartículas magnetizáveis em uma matriz de resina alquídica, obtida a partir da glicerina oriunda do óleo de mamona. Os materiais produzidos foram caracterizados por FTIR-ATR, DRX e SAXS. Além disso, a força magnética destes materiais foi estudada bem como a capacidade de remoção de petróleo derramado sobre água. Os resultados são animadores, pois demonstram a obtenção de um nanocompósito que possui força magnética relativa superior à da maguemita pura. Além disso, este nanocompósito é capaz de remover massas de petróleo cerca de 300% superiores às massas do material usado. Estes materiais, portanto, consistem em uma potencial ferramenta para a recuperação de ambientes aquáticos impactados por acidentes de derramamento de petróleo. Resumo em inglês The biodiesel production was encouraged since the entire world is looking for new energy sources. However, the biodiesel process produces large amounts of glycerin as byproduct. Therefore, innovative uses for this new glycerin source must be sought so as to avoid the collapse of the animal glycerin chain. In this context, the production of resins is interesting due to the likeness between these polymers and the petroleum, with these resins being promising as spill cleanup (mais) agents. In the present work, magnetic foams were prepared with insertion of maghemite nanoparticles into in a polymer generated from the glycerin, and were characterized using FTIR-ATR, WAXD and SAXS techniques. In addition, the magnetic force and the oil removal capability of these materials were also studied. The results are encouraging because nanocomposites were obtained which possess magnetic forces larger than for pure maghemite. Furthermore, this nanocomposite is able to remove a petroleum mass around 300% larger than the used mass of the composite, which means that the composite may be important for avoiding environmental disasters owing to the oil spill on the water.

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