ÁREA: Química dos Materiais
TÍTULO: INFILTRAÇÃO DO SAL DE ALUMÍNIO EM FIBRAS DE SISAL PARA OBTENÇÃO DE FIBRAS DE ALUMINA
AUTORES: ANDRADE JR.,T. E.-UFRN
MARTINELLI,A. E.-UFRN
MELO,D. M. A.-UFRN
RESUMO: As fibras de sisal apresentam baixo-custo são leves, biodegradáveis, de fonte renovável. A produção de fibras de alumina a partir da conversão de sisal por tratamento químico constitui-se em um método economicamente viável de produção de fibras sem a necessidade de equipamentos específicos e de alto custo. A matéria-prima foi pré-tratada com hidróxido de sódio, posteriormente infiltrada com uma solução saturada de cloreto de alumínio e sinterizada a temperaturas de 1400 ºC e 1650 ºC. Tanto a matéria-prima, como os produtos intermediários e finais foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X.Os resultados mostraram que foi possível obter fibras de alumina sem traços de sisal ou componentes orgânicos.
PALAVRAS CHAVES: fibras de sisal, conversão, fibras de alumina
INTRODUÇÃO: Com crescente conscientização pela defesa do meio ambiente, as fibras de sisal, de excelente biodegradabilidade, passa a ser estrategicamente importante na fabricação de produtos e componentes. Sua posição no Brasil concentra-se no Nordeste, geralmente em áreas onde as condições de clima e solo são pouco favoráveis ou de escassas alternativas para a exploração de outras culturas que ofereçam resultados econômicos satisfatórios (SILVA, 1999).
Uma alternativa para a obtenção de produtos com alto valor agregado a partir do sisal é o aproveitamento da estrutura da fibra para a produção de fibras de cerâmicas avançadas, incluindo alumina e outros óxidos, carbetos ou nitretos. A conversão de materiais ligninocelulósicos em cerâmicas, oferece a possibilidade de se produzir uma ampla variedade de produtos, sem a utilização de equipamentos especiais para a produção de diferentes morfologias (RAMBO, 2001). Fibras de SiC, Si3N4, Al2O3-SiO2, Al2O3, Al2O3-Fe2O3 têm sido produzidas a partir de casca de arroz, fibras de juta, sisal e casca de coco (PATEL, 1993).
MATERIAL E MÉTODOS: As fibras de sisal foram limpas e escovadas após o processo de extração,passando em seguida por um pré-tratamento químico para retirada de impurezas aderidas às mesmas.Para conversão de fibras de sisal em alumina,a partir da infiltração de suspensões,foi utilizada uma solução concentrada do sal de cloreto de alumínio. Para obter-se o sal de cloreto de alumínio saturado,dissolveu-se Al2Cl6,obtido comercialmente em água,obtendo-se uma solução saturada.Depois de preparadas as solução saturada do sal de alumínio,pesou-se cerca de 1,0g de fibras de sisal pré-tratadas. Em um Becker,enxertou-se cerca de 50ml da solução.
As amostras foram então secas ao ar a 130ºC durante 2h,este procedimento foi repetido 3 vezes. Após a primeira etapa de infiltração,as amostras foram pirolisadas a 800ºC durante 1h em atmosfera de nitrogênio, para a decomposição dos biopolímeros, originando carbono.Durante a pirólise,utilizou-se uma velocidade de aquecimento relativamente baixa,para evitar danos às paredes celulares.Subseqüentemente,foi efetuada uma segunda etapa de infiltração nos pré-formados de carbono.Após a etapa de infiltração,várias amostras foram submetidas a tratamento térmico de 1400ºC a 1600º.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A micrografia eletrônica da fibra de sisal,indicou a presença de impurezas aderidas na superfície da fibra,necessitando assim as fibras de sisal de um pré-tratamento químico para que se retire qualquer vestígio de impurezas aderidas à superfície da fibra,além de desobstruir as células para a infiltração.Através da micrografia da fibra de sisal após pré-tratamento químico com NaOH 0,2M,Pode-se observar claramente,locais onde existiu a desobstrução das células presentes na microestrutura e uma superfície mais limpa.
As amostras tratadas termicamente nas temperaturas 1400 ºC, 1500 ºC e 1600 ºC, converteram-se completamente em alumina, além da diminuição da fragilidade no manuseio, de acordo com o aumento da temperatura. O raio-X do material convertido confirmou a presença única e exclusiva da alumina, dentro do limite de detecção do equipamento. As superfícies das fibras convertidas foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura.
CONCLUSÕES: Fibras de alumina foram obtidas a partir de uma matéria-prima regional e economicamente viável.Depois de caracterizada,as fibras de sisal apresentaram necessidade de um pré-tratamento químico,o reagente que melhor se adequou ao processo foi NaOH 0,2M,mostrando eficiência na limpeza e criação de sítios,facilitando o enxerto do sal de alumínio.As fibras de alumina produzidas após a infiltração apresentaram melhores resultados quando sinterizadas a 1600ºC,obtendo-se como produto final alumina determinada através da difração de raios-X.As imagens obtidas por MEV evidenciaram a formação das fibras.
AGRADECIMENTOS:Os autores gentilmente agradecem a Capes pelo suporte financeiro para
a realização deste trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:SILVA, O.R.R.F.; BELTRÃO, N.E.M.; O agronegócio do sisal no Brasil, Brasília: EMBRAPA-SPI; Campina Grande: EMBRAPA-CNPA, 1999.
RAMBO, C.R.; Síntese e caracterização de cerâmicas biomórficas. IPEN, São Paulo-SP, 2001.
PATEL, M.; PADHI, B.K.; Production of titania fibres trough jute substrates, J. Mat. Sci. Lett., 12, p. 1234, 1993.