Vitrocerâmicas porosas via conformação e consolidação com amidos

Abstract

The search for new methods of manufacture of glass-ceramics with controlled porosity and permeability is interesting of the industrial and commercial point of view, and a challenge of great complexity. Porous glass-ceramics produced by sintering and crystallization of glasses can find applications, for example, as filters, materials with bactericidal properties, bio-implants, as catalytic and enzymes supports, among others. An alternative and low cost method of ceramic manufacture reaching different levels of porosity, for diverse purposes, is the conformation assisted by addition of starch, known as consolidation with starch. The objective of this project is to study the process of conformation with starch for making porous glass-ceramics from a commercial glass in the system Na2O-CaO-SiO2, whose kinetics of sintering by viscous flow and surface crystallization are known. The method of conformation with starches is innovative for glass-ceramics and its development opens the way for obtaining a new class of materials. We found a possible route for the production of porous compacts of glass particles, from the powder preparation to the removal of starch. It was observed that a glass powder obtained by dry milling in a ball mill with alumina balls for 24 h, afterwards mixed with water in an eccentric ball mill for 2 h, without the addition of a deflocculant, and subsequently mixed with starch also in an eccentric ball mill for 5 min resulted in slurries stable against sedimentation

Buscar novos métodos de fabricação de vitrocerâmicas com porosidade e permeabilidade controladas é interessante do ponto de vista industrial e comercial, e um desafio de grande complexidade. Vitrocerâmicas porosas produzidas a partir da sinterização e cristalização controlada de vidros podem encontrar diversas aplicações como, por exemplo, filtros, materiais com propriedades bactericidas, bioimplantes, suportes catalíticos e de enzimas, entre outras. Um método alternativo e de baixo custo para a obtenção de cerâmicas com diferentes níveis de porosidade é a conformação com adição de amidos, mais conhecida como consolidação com amidos. O objetivo do presente projeto é estudar o processo de conformação por consolidação com amidos para fabricação de vitrocerâmicas porosas a partir de um vidro comercial no sistema Na2O-CaO-SiO2, cujas cinéticas de sinterização por fluxo viscoso e cristalização superficial são conhecidas. A utilização do método de conformação por consolidação com amidos é inovadora para vitrocerâmicas e o desenvolvimento dessa tecnologia abre caminho para a obtenção de uma nova classe de materiais. Foi encontrada uma rota possível de processamento para a produção de compactos porosos de vidro, da preparação do pó à retirada do amido. Observou-se que o pó de vidro obtido por moagem a seco em moinho de jarro e bolas de alumina por 24 h, posteriormente misturado com água sem adição de defloculantes e agitado em moinho de bolas excêntrico por 2 h, e finalmente misturado com amido, também em moinho de bolas excêntrico por 5 min, resulta em barbotinas estáveis contra a sedimentação