Espumas de poliuretano com cinzas de casca de arroz : análise da utilização na sorção de óleo diesel e como retardante de chama

• Autor(a) principal: Marcos Vinicius Vieira Pereira
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/59616
• topic: Compósitos de poliuretano; Cinza da casca de arroz; Sorção; Óleo diesel; Resistência térmica; Construção civil; Materiais de construção; Compósitos; Combustíveis diesel; Calor; Arroz; Polímeros

A pesquisa consistiu em produzir um material inovador por meio do uso da incorporação de cinza da casca de arroz (CCA) em uma matriz polimérica de poliuretano (PU) à base de reagentes de origem vegetal para verificar a remoção de óleo diesel por sorção e na resistência de propagação de chamas. O resíduo calcinado possui baixa área superficial específica 5,58 m2/g obtida por sorção de N2, 93,64% de sílica evidenciada pela fluorescência de raios X, com estrutura predominantemente amorfa mostrada por meio de difratometria de raios X, e registrou vibrações inerentes aos grupos funcionais siloxanos observadas por meio da espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier. A espuma de PU sintetizada e usada como matriz para receber as incorporações de resíduo de CCA apresentou um ângulo de contato de 119,35°, com morfologia evidenciada pela microtomografia de raios X apresentando diâmetros de poros entre 500-700 m, porosidade aberta maior que 96%, fator importante para a disponibilidade de sítios ativos nos compósitos. Foram sintetizados 3 tipos de compósitos com teores de 2%, 8% e 20% de CCA incorporadas ao PU. Os materiais apresentaram partículas do resíduo rico em sílica presentes na morfologia do polímero evidenciadas na miscroscopia eletrônica de varredura, aumento da espessura média das paredes da matriz de PU sem mudanças na porosidade aberta do complexo poroso constatada na microtomografia de raios X, melhora na hidrofobicidade do PU com ângulo de contato de 128,32°, além de aumento da estabilidade térmica de até 13% frente a perda de massa analisada na termogravimetria. Quanto à sorção em sistema monofásico de óleo diesel, os compósitos com os maiores teores de incorporação de CCA (8% e 20%) aumentaram significativamente a capacidade de remoção do hidrocarboneto em relação à espuma de PU, obtendo ganhos de até 43,4% na capacidade de sorção, os quais removeram 5348 mg.g−1 com o compósito de 8% de CCA e 5518 mg.g−1 com a espuma com 20% de CCA. Em sistemas bifásicos de água e óleo diesel variando a concentração de 10 até 150 g/L, há perspectiva de que o ângulo de contato dos compósitos tenha interferido nos desempenhos de sorção, sendo o compósito com 2% o que mais sorveu o hidrocarboneto. A cinética de sorção mostrou elevada taxa em tempos de contato inferiores a 8 minutos. Os modelos não-lineares de pseudossegunda ordem se ajustaram satisfatoriamente ao fenômeno de sorção observado com R2 de 0,90. Foi avaliado o potencial de retardância de chama constantando-se melhor resistência à propagação para o compósito com teor de 8% de CCA incorporada ao PU.