Título

Características físicas e mecânicas de compósitos à base de espuma geopolimérica de escória revestida de ácido polilático

Characteristic and Mechanical Properties of Geopolymeric Foam Composites Coated with Poly (lactic acid) Solution

Autoria

RAMOS, FLÁVIO JAMES HUMBERTO TOMMASINI VIEIRA; MARQUES, MARIA DE FÁTIMA VIEIRA; MONTEIRO, SERGIO NEVES

RAMOS, FLÁVIO JAMES HUMBERTO TOMMASINI VIEIRA

Eu sou esse autor

MARQUES, MARIA DE FÁTIMA VIEIRA

Eu sou esse autor

MONTEIRO, SERGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-5327-44260

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Resumo

Neste trabalho foram avaliadas as propriedades físicas e mecânicas de compósitos inovadores à base de espuma geopolimérica sintetizada a partir de escória de alto-forno e revestida de solução de ácido polilático. Estes compósitos foram ensaiados após absorção metálica em meio sulfúrico. As estabilidades térmica e dimensional dos compósitos foram acessadas sem e com a incorporação metálica. A resistência à compressão e dureza foram determinadas juntamente com análises de fluorescência de raios-X, bem como microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo e dispersão de energia, além de termogravimetria. A eficiência na remoção de metais de soluções sulfúricas foi determinada. A aplicação destes compósitos destina-se à remoção de metais no tratamento tanto de águas poluídas quanto de membranas rígidas trocadoras de íons. Verificou-se que esses compósitos sustentáveis possuem estabilidade físico-química e apropriada resistência à compressão.

This study evaluates the characteristics and properties of geopolymer foams coated with a poly(lactic acid) (PLA) solution. The foam composites were synthesized and tested for mechanical performance and heavy metal absorption in a sulfuric acid medium. Their thermal stability and dimensional stability were also assessed, considering different compositions with and without heavy metals. Results of X-ray fluorescence analysis were performed to obtain partial quantification and identification of element oxides in the samples with heavy metal. Moreover, dimension stabilities, hardness, microstructures, and thermal stability were analyzed by compression resistance, Shore D hardness, field emission gun scanning electron microscopy with energy dispersive scanning (FEG-SEM/EDS), and thermogravimetry (TG/DTG), respectively. The efficiency of removing heavy metals from the acid solution was observed for each sample as the geopolymer's resistance to acid medium. Geofoam composites were synthesized using blast furnace slag (BFS) and an 8 M Na₂SiO₃ solution, reacting for 16 h to form a cement-like structure. The new materials have stoichiometries of 1.4 and 1.6 g/L (BFS/alkaline solution ratios), developing appropriate porosity in the materials after peroxide action. The composite highlights are applications at acid solution flow places, such as residue water treatment, rigid membranes under high-pressure flow and water stabilization during the treatments to remove heavy metals, bismuth (Bi) and titanium (Ti) from the acid medium. Innovative sustainable geofoams were produced cheaply, providing physical-chemical stability, porosity, and appropriate compression resistance.

Palavras-chave

Geopolímero, Ácido Polilático, Compósitos, Espuma

Geopolymer, Poly(lactic acid), Composites, Foam