Efeito sinergético da oagem de alta energia e intercalação orgânica na evolução estrutural e propriedades de um caulim

Abstract

A argila é uma das matérias primas mais versáteis disponíveis para uso na atualidade. Pode ser usada em diversas aplicações da indústria desde as mais simples até as mais tecnológicas. Os caulins, argilas com tipo de camada 1:1, estão entre as mais disponíveis na crosta terrestre e de fácil acesso, sendo usadas na indústria cerâmica e até mesmo como carga em matrizes poliméricas. Estudos visando a modificação da estrutura das argilas com intuito de aumentar a gama de aplicações estão cada vez mais comuns nos meios científicos. As argilas com camada 2:1 e mais reativas, como as esmectitas estão entre as mais atrativas para essas aplicações. O uso de moléculas orgânicas visando a ampliação do espaçamento basal teve resultados bastante interessantes nesses grupos de argilas. Por outro lado, o estudo em caulins começou de forma tardia, muito devido à dificuldade de se alcançar resultados interessantes devido à baixa reatividade dessa matéria prima. A alteração mecânica dos caulins por meio da moagem de alta energia vem sendo estudada, como forma de alterar sua estrutura, buscando partículas menores, com maior área superficial de contato e assim maior reatividade dessa argila. O que ainda não foi estudado foi o efeito sinérgico desses dois métodos para a alteração da estrutura do caulim: a moagem de alta energia, seguida da intercalação de moléculas orgânicas. Desta forma, neste estudo foi avaliada a moagem de alta energia de um caulim seguida da intercalação com moléculas orgânicas visando a organofilização dessa argila, com intuito de aumentar o espaçamento basal (d) e a relação de intercalação (RI). Inicialmente buscou-se um caulim de alta pureza, quase estequiométrico, para minimizar as variáveis de estudo. O caulim foi caracterizado antes e após a moagem de alta energia pelas técnicas de FRX, DRX, ATD/TG, DTP, FTIR, MEV para conferir a eficácia da transformação mecânica, ensaios esses que comprovaram que o processo de moagem alterou a estrutura do caulim. Posteriormente, estudou-se em um planejamento experimental fatorial 2k algumas variáveis de intercalação, como tipo de molécula (ureia e DMSO), tempo de agitação (de 12 a 24 horas) e a massa do caulim (variando de 10 a 50 g), em uma solução de 100 mL. Os resultados experimentais, obtidos por DRX, mostraram que o DMSO resultou em melhor eficácia no aumento do espaçamento basal, resultados praticamente iguais para ambas as amostras, caulim bruto e caulim moído. Porém, a relação de intercalação foi maior para a amostra não moída, uma vez que a amorfização acabou diminuindo essa relação, de x̅= ~70% para <10%.