Effects of the calcination temperature and the load of sodium carboxymethyl cellulose in the synthesis of novel bentonite ceramic foams - Torres Diana; Villarroel Rocha Jhonny; Barrera Deicy; Sapag Karim; Gutarra Abel; Universidad Libre, Bogot̀
Se obtuvieron nuevas espumas de cerm̀ica por el mťodo de rp̌lica, utilizando la bentonita como materia prima alternativa y la esponja de poliuretano como plantilla, en la que esta l͠tima tambiň controla la distribucin̤ del tamaǫ de los poros de estas cerm̀icas. La sn̕tesis de la cerm̀ica se realiz ̤utilizando lechadas de arcilla bentont̕ica con diferentes porcentajes de carboximetilcelulosa sd̤ica como aglutinante, y evaluando diferentes temperaturas de calcinacin̤. Se estudi ̤el efecto de estos factores en las propiedades texturales y morfolg̤icas de las espumas cerm̀icas. La porosidad medida por la intrusin̤ de mercurio mostr ̤que la porosidad total de las espumas cerm̀icas disminuye a medida que aumenta la temperatura de calcinacin̤. Adems̀, se genera una pequeą cantidad de porosidad despuš de la quema del aglutinante durante el paso de calcinacin̤. Esta porosidad viene dada por los tamaǫs de los poros de 0,05 a 3 æm y se increment ̤con la cantidad de aglutinante que se increment,̤ lo que tambiň fue confirmado por micrografa̕s electrn̤icas de barrido. La caracterizacin̤ de la arcilla bentont̕ica, el poliuretano, la esponja de poliuretano revestida y las espumas cerm̀icas tambiň se complement ̤con anl̀isis termogravimťricos, adsorcin̤ de nitrg̤eno a 77 K y mediciones de resistencia mecǹica.1. Introduccin̤Las espumas cerm̀icas son materiales altamente porosos (40-90%), con bajas densidades debido a su porosidad, que pueden ser abiertas o cerradas dependiendo del mťodo de sn̕tesis. Hoy en da̕, estos materiales se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones dependiendo de su tipo de porosidad. Las espumas cerm̀icas con porosidad cerrada o poros aislados se utilizan generalmente como materiales de aislamiento třmico. Por otro lado, las espumas cerm̀icas de porosidad abierta, en las que sus poros estǹ interconectados, muestran una gran permeabilidad a los flujos de gas o lq̕uidos [1]. La gran permeabilidad al flujo es la principal razn̤ por la que el desarrollo de espumas cerm̀icas abiertas ha llamado la atencin̤, ya que puede utilizarse en aplicaciones que requieren trabajar con materiales de porosidad abierta.La tčnica ms̀ utilizada para sintetizar espumas cerm̀icas con porosidad abierta es el mťodo de rp̌lica, que fue introducido por Schwartzwalder y otros en 1963 [2], donde el material final obtenido es una rp̌lica positiva de la plantilla. Segn͠ este mťodo, una esponja polimřica (plantilla) se impregna con una suspensin̤ cerm̀ica (lechada) por inmersin̤ de la esponja en esta lechada. El polm̕ero elegido suele ser el poliuretano (PU) con porosidad abierta. Para obtener la morfologa̕ de los poros de la estructura de la esponja de poliuretano en la espuma cerm̀ica, es necesario eliminar parcialmente la lechada dentro de su estructura. Despuš de la eliminacin̤ de este exceso de lechada y su posterior secado, es necesario un tratamiento třmico para eliminar el polm̕ero y proporcionar suficiente resistencia mecǹica a la cerm̀ica final [3-5]. Las espumas cerm̀icas obtenidas por este mťodo presentan poros interconectados por filamentos (puntales) similares a una estructura de red, que proporcionan una alta permeabilidad [1, 6]. Estos materiales tambiň tienen una baja conductividad třmica y un bajo calor especf̕ico. Todas estas propiedades han contribuido a que las espumas cerm̀icas sean materiales adecuados para una variedad de aplicaciones. Algunas de estas aplicaciones son soportes de catalizadores [7], adsorbentes [8], filtros de metal fundido [9], filtros de escape de motores industriales de gas caliente y diesel, quemadores de gas, aislantes třmicos [5] y otras nuevas aplicaciones como implantes porosos [10].