Highly porous geopolymers: effect of the processing route on the reached properties

Abstract

Os geopolímeros (polímeros inorgânicos) têm atraído a atenção da academia por várias razões, em particular pelo fato de ser considerado um material sustentável onde subprodutos industriais podem ser utilizados como matéria prima, além de um processo de baixo custo energético. Tais materiais encontram aplicações em todos os setores industriais, dependendo da razão atômica Si:Al, responsável por suas propriedades. Atualmente seu grande volume de aplicação está na substituição do cimento Portland. Entretanto, devido às suas propriedades similares aos materiais cerâmicos e a busca cada vez maior por novas aplicações, estudos sobre geopolímeros porosos tem despertado grande interesse da academia. Porém, as rotas usadas atualmente na obtenção dessa classe de materiais são baseadas nas da construção civil para a produção do concreto aerado, de porosidade fechada, limitando sua aplicação onde porosidade aberta é necessária. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de duas novas rotas de processamento (Gelcasting Route e Gelcasting/Saponification/Peroxide Combined Route), para a criação de uma nova classe de geopolímeros porosos com porosidade aberta. Em ambas as rotas foram adotadas a técnica de espumação direta para a produção de componentes cerâmicos, sendo que a maior diferença entre elas está na natureza química do agente porogênico. Na Gelcasting Route foram usados surfactantes comerciais, e na Gelcasting/Saponification/Peroxide Combined Route foi explorada a reação de saponificação de um triglicerídeo em meio alcalino para a geração in situ de surfactante. A partir das novas rotas foram produzidos geopolímeros altamente porosos, com microestrutura homogênea, células abertas e porosidade de até 85vol%, com propriedades físicas que sugerem sua utilização como substituto de baixo custo para produtos cerâmicos em aplicações tais como, suportes de catalisadores, filtração de gases quentes, adsorção e isolamento refratário de fornos.