Desenvolvimento de membranas cerâmicas por centrifugal casting

Abstract

Os processos de separação baseados em membranas seletivas têm se destacado em diversas áreas, assim como as membranas produzidas a partir de materiais cerâmicos. Estas são termicamente e quimicamente mais estáveis e suportam condições mais rigorosas de limpeza química que as membranas poliméricas, resultando em maior vida útil. Apesar disso, o custo de produção delas ainda é elevado devido à série de etapas necessárias para obter uma estrutura assimétrica. Esse projeto visa desenvolver membranas cerâmicas assimétricas em uma única etapa pela técnica de centrifugal casting. Suspensões de alumina na proporção 50 e 60% em massa com água foram preparadas e inseridas dentro de moldes tubulares. Estes foram colocados para girar em torno de seu eixo em alta rotação (4000 rpm) para promover a sedimentação acelerada das partículas e resultar na separação da água. Cinco agentes desmoldantes para facilitar a remoção dos tubos cerâmicos verdes dos moldes foram testados. Após a secagem, os tubos verdes foram levados à sinterização a 1250 °C. Foi observado que a etapa de secagem dos tubos cerâmicos é bastante sensível e que os tubos racham se houver variação na umidade e temperatura ao longo do tempo de secagem. Após melhorias no sistema de secagem, os tubos preparados a partir da concentração de 60% se mostraram promissores, apresentando característica assimétrica após a sinterização. O estudo permitiu alcançar os objetivos de inserção de aluno de graduação no tema “processos com membranas”, adequar equipamento de centrifugal casting e de preparar membranas e validar metodologia de secagem. Entretanto, devido à pandemia não foi possível realizar a caracterização e testes das membranas preparadas. Essas atividades foram substituídas por pesquisas bibliográficas em diversos temas de trabalhos sendo desenvolvidos no Laboratório de Processos com Membranas do EQA.