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Zanini_Tese_DSc_PEI_2013_v57_Defesa.pdf: 6496514 bytes, checksum: 3feb9fc498ff7861753e5580a805fc6c (MD5) / CAPES / A nanotecnologia, e em especial os nanocompósitos, são provavelmente um dos
temas mais cotados da pesquisa e literatura mundial contemporâneas. A partir do dia 29
de dezembro de 1959, quando Richard Feynman se constitui no precursor deste conceito
na sua famosa palestra para a Sociedade Americana de Física (APS, American Physics
Society) e em concomitância alguns cientistas da linha de polímeros confirmam que pequenas quantidades de nano-sistemas conseguem dar grandes benefícios a algumas
propriedades da matriz polimérica, o número de pesquisas e pesquisadores se acelerara
consideravelmente, motivados por esta inovação tecnológica. Assim, estudam e
aplicam uma diversidade de materiais, tais como: nanopartículas de metais e seus
óxidos, nanotubos de diversas composições e geometrias e alguns sistemas cristalinos
naturais como as esmectitas, materiais que hoje constituem a família dos nanosistemas,
3D (esferas), 2D (tubos) e 1D (lamelas). A forma lamelar, matéria prima deste trabalho,
se encontra na natureza em abundância, como constituinte principal das argilas
bentoníticas.
O objetivo geral desta tese é fazer uma proposta para a seleção, a purificação e a
modificação de argilas para aplicação em nano-sistemas 1D. Um dos focos do trabalho
consiste em definir as diferenças entre o que a teoria propõe para as estruturas químicas destes materiais e a realidade analítica. É estudado também como os métodos
industriais, geralmente, não apenas conservam as impurezas oriundas do minério mas também geram novas impureza, particularmente no processo industrial mais utilizado que é a sodificação. Além disso, em nível de laboratório foi desenvolvido o método de
“elutriação iterativa”, onde um sistema particulado é submetido a diferentes fluxos de
solvente em colunas de diferentes diâmetros, o que permite em uma única operação
conseguir diferentes seleções do material particulado. Foram desenvolvidos também
métodos para determinar a capacidade de troca catiônica (CTC) das argilas, com uma
metodologia equivalente ao processo industrial de sodificação, e que permite ter uma
avaliação do excesso de reativo necessário para desalojar totalmente o cátion sódio
interlamelar. Foram desenvolvidos modelos matemáticos simples para determinar a
densidade na forma tactoidal e na forma de suspensões aquosas. Os resultados
positivos das propostas permitiram transformar o processo original em um outro mais
elaborado, que foi chamado de “Elutriação Matricial Iterativa”, onde determinadas
colunas, denominadas “colunas-reatores”, poderiam receber materiais selecionados em
outras colunas e submetê-los a processos sequenciais de transformação, o que foi objeto de um depósito de patente nacional sob protocolo BR102013016298-1. O resultado final consiste no fato de ter sido desenvolvido, e testado em scale-up (escala ampliada), um processo que pode ser levado à escala industrial de forma fácil e econômica. Este processo possui uma metodologia analítica de avaliação dos resultados e ferramentas de cálculo para as correções e/ou modificações do processo para qualquer material particulado, ou ainda o projeto de novas colunas para a melhoria dos processos existentes ou ampliação das ações de separação e processamento. Como
recomendações para futuras pesquisas, sugere-se dedicar mais atenção às impurezas e
suas possíveis ações indesejáveis, não só para o uso em nanotecnologia, mas também
para usos como alimentação e cosméticos, entre outros. Além disso, como sequência
dos trabalhos realizados, sugere-se ampliar o leque de aplicações e inovar a
organofilização das esmectitas com cátions orgânicos que, além de aumentar o valor de
d001 (distância interplanar basal), façam parte do processo de polimerização, como um
iniciador ou um monômero.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/17968 |
| Date | 22 December 2013 |
| Creators | Zanini, Ariel Elder |
| Contributors | Embiruçu, Marcelo, Nascimento, Marcio Luis Ferreira |
| Publisher | Departamento de Engenharia Química, Engenharia Industrial, PEI, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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