Grafitização catalítica da resina fenólica para aplicações em materiais refratários baseados em carbono

• Processo: 18/13605-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Alessandra de Almeida Lucas
• Beneficiário: Laura Ferreira Rós Carpanez
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Pirólise Lignina Carbono Refratários Resinas fenol-formaldeído
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: carbono | carbono grafítico | Lignina | Pirólise | refratários | Resina Fenólica | Polímeros, Aplicações

Resumo

As resinas fenólicas (formol-formaldeído) podem ser usadas como ligante (binder) em refratários contendo carbono e são menos tóxicas que o piche de alcatrão tradicionalmente utilizado. Sob pirólise, a reorganização dos átomos de carbono do ligante como grafite (grafitização) aumenta as resistências mecânica, ao choque térmico e química do refratário. O carbono oriundo do piche apresenta facilidade em se organizar na forma graítica quando submetido à pirólise nas condições de obtenção do refratário. No entanto, a resina fenólica necessita de agentes catalíticos para promover o processo de grafitização do carbono originalmente amorfo após pirólise sob condições de obtenção de cimentos refratários. Além disso, a busca por matéria-prima de fonte renovável tem impulsionado a pesquisa para novos materiais contendo lignina em sua composição. Por ser uma macromolécula rica em estruturas fenólicas, a lignina pode substituir parte do fenol em resinas fenólicas. Assim, propõe-se neste projeto estudar a síntese e a pirólise de resinas fenólicas do tipo resol, aonde parte do fenol será substituído por lignina (do tipo organosolve e kraft) e ferroceno será usado como agente catalítico. Após a síntese, os materiais serão caracterizados por Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) para a confirmação da síntese adequada da resina, e após a pirólise por Difração de Raios-X (DRX), para avaliação do índice de grafitização atingido pelas resinas em estudo. As resinas obtidas terão a sua viscosidade avaliada em reômetro rotacional em regime permanente e comparadas às resinas comerciais. A resistência à oxidação das amostras de carbono após pirólise será avaliada por Análise Termogravimétrica e a massa residual será também avaliada.