Publicação
Utilização de resíduos industriais para a produção de estruturas porosas para aplicação têxtil
| Resumo: | A produção de aerogéis a partir de resíduos e utilizando processos sustentáveis é uma alternativa aos métodos tradicionais de produção, uma vez que permite a obtenção de materiais com elevada aplicabilidade ao mesmo tempo que reduz a utilização de matérias-primas e reaproveita resíduos, que de outra forma seriam descartados. Uma das caraterísticas mais relevantes dos aerogéis é a sua baixa condutividade térmica, o que faz com o que seja um material com bom poder isolante. Neste trabalho foi desenvolvido um método de produção de aerogéis a partir de resíduos de algodão reciclado, com o objetivo de obter um material passível de ser incorporado num substrato têxtil, dotando-o de propriedades isolantes. Foram adaptados três métodos, reportados na literatura, a partir dos quais se definiram as variáveis de estudo e foi feita a otimização do processo, com vista à incorporação do aerogel num substrato têxtil. Durante o processo foram utilizados vários precursores, como tretaetilortosilicato (TEOS), silicato de sódio, metiltrimetoxisilano (MTMS) e etoxitrimetilsilano (TMES). Os aerogéis obtidos foram avaliados em termos de porosidade, densidade, condutividade térmica, resistência mecânica, resistência à lavagem e resistência à chama. Da otimização do processo decorreu a escolha de TEOS como precursor, TMES como co precursor e ácido oxálico como catalisador, resultando num aerogel com porosidade 93 %, densidade 0,068 g/cm3 e condutividade térmica 0,0008 W/m ℃. Este aerogel foi incorporado em dois substratos têxteis através de um processo de laminação, que resultou num material com porosidade 92 %, densidade 0,076 g/cm3 e condutividade térmica 0,0006 W/m ℃, demonstrado que a combinação dos dois materiais resultou numa melhoria das suas caraterísticas individuais, apresentando também potencial como isolante térmico. Os aerogéis obtidos, bem com o material híbrido resultante da incorporação dos aerogéis produzidos em substratos têxteis demonstraram resistência à chama, o que aumenta ainda mais a aplicabilidade do material obtido. Assim, os resultados obtidos no decorrer deste projeto podem ter uma importante contribuição para a exploração e desenvolvimento de estratégias mais sustentáveis na produção de aerogéis, uma vez que foi obtido um aerogel através de um processo sustentável e com caraterísticas desejáveis para aplicação na indústria têxtil, utilizando um resíduo industrial. |
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| Autores principais: | Magalhães, Beatriz Alves |
| Assunto: | Aerogel Condutividade térmica Sustentabilidade Isolamento térmico Thermal conductivity Sustainability Thermal insulation |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A produção de aerogéis a partir de resíduos e utilizando processos sustentáveis é uma alternativa aos métodos tradicionais de produção, uma vez que permite a obtenção de materiais com elevada aplicabilidade ao mesmo tempo que reduz a utilização de matérias-primas e reaproveita resíduos, que de outra forma seriam descartados. Uma das caraterísticas mais relevantes dos aerogéis é a sua baixa condutividade térmica, o que faz com o que seja um material com bom poder isolante. Neste trabalho foi desenvolvido um método de produção de aerogéis a partir de resíduos de algodão reciclado, com o objetivo de obter um material passível de ser incorporado num substrato têxtil, dotando-o de propriedades isolantes. Foram adaptados três métodos, reportados na literatura, a partir dos quais se definiram as variáveis de estudo e foi feita a otimização do processo, com vista à incorporação do aerogel num substrato têxtil. Durante o processo foram utilizados vários precursores, como tretaetilortosilicato (TEOS), silicato de sódio, metiltrimetoxisilano (MTMS) e etoxitrimetilsilano (TMES). Os aerogéis obtidos foram avaliados em termos de porosidade, densidade, condutividade térmica, resistência mecânica, resistência à lavagem e resistência à chama. Da otimização do processo decorreu a escolha de TEOS como precursor, TMES como co precursor e ácido oxálico como catalisador, resultando num aerogel com porosidade 93 %, densidade 0,068 g/cm3 e condutividade térmica 0,0008 W/m ℃. Este aerogel foi incorporado em dois substratos têxteis através de um processo de laminação, que resultou num material com porosidade 92 %, densidade 0,076 g/cm3 e condutividade térmica 0,0006 W/m ℃, demonstrado que a combinação dos dois materiais resultou numa melhoria das suas caraterísticas individuais, apresentando também potencial como isolante térmico. Os aerogéis obtidos, bem com o material híbrido resultante da incorporação dos aerogéis produzidos em substratos têxteis demonstraram resistência à chama, o que aumenta ainda mais a aplicabilidade do material obtido. Assim, os resultados obtidos no decorrer deste projeto podem ter uma importante contribuição para a exploração e desenvolvimento de estratégias mais sustentáveis na produção de aerogéis, uma vez que foi obtido um aerogel através de um processo sustentável e com caraterísticas desejáveis para aplicação na indústria têxtil, utilizando um resíduo industrial. |
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