PROCESAMIENTO DE MATERIALES CERAMICOS POROSOS DE … · 2016. 3. 16. · 11,47; maíz = 12,42 y...

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CONFORMADO POR CONSOLIDACIÓN DIRECTA CON ALMIDÓN DE PRECURSORES DE MATERIALES POROSOS DE CORDIERITA M. L. Sandoval*; M. A. Camerucci*; A. L. Cavalieri*; A. N. Scian** * División Cerámicos-INTEMA. Fac. Ingeniería-UNMdP-CONICET J. B. Justo 4302 (B7608FDQ) Mar del Plata-Argentina. ** Centro de Tecnología en Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC). CICBA- CONICET Cno. Centenario y 508 (1987) M-B. Gonnet-Argentina. E-mail:[email protected] RESUMEN Se estudiaron cuerpos porosos en verde obtenidos por consolidación directa de suspensiones acuosas de una mezcla precursora de cordierita con diferentes almidones como agente consolidante/ligante y a distintas temperaturas de curado. Se prepararon suspensiones acuosas de una mezcla de caolín, talco y alúmina (50 % p/p sólidos; 0,25 % naftalenosulfonato de sodio; 1 % Dolapix) con 17 % p/p de almidones de papa, mandioca, maíz o papa modificado, y con homogeneización en molino de bolas, 2 h. Se conformaron discos por consolidación de las suspensiones a las temperaturas donde se observó mayor grado de hinchamiento (75-85°C) y a temperaturas 10 °C por encima y 10 °C por debajo de la anterior durante 4 h y, posterior secado a 50 °C, 12 h. Los almidones se caracterizaron por densidad, granulometría, temperatura de gelatinización y factores de hinchamiento en función de la temperatura, y sus suspensiones acuosas gelatinizadas a distintas temperaturas se estudiaron por microscopía óptica. Los materiales porosos se caracterizaron por medidas de densidad y porosidad, y análisis microestructural por SEM. Los resultados se analizaron en relación a las características de los almidones y a su comportamiento en agua a temperatura. Palabras claves: Consolidación con almidón, Cerámicos porosos, Cordierita. 1. INTRODUCCION Los materiales de cordierita (2Al 2 O 3 .5SiO 2 .2MgO) son potenciales candidatos para el desarrollo de materiales porosos a ser usados como aislantes térmicos debido a sus bajos coeficiente de expansión térmica y conductividad térmica. 1

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  • CONFORMADO POR CONSOLIDACIÓN DIRECTA CON ALMIDÓN DE PRECURSORES DE MATERIALES POROSOS DE CORDIERITA

    M. L. Sandoval*; M. A. Camerucci*; A. L. Cavalieri*; A. N. Scian**

    * División Cerámicos-INTEMA. Fac. Ingeniería-UNMdP-CONICET J. B. Justo 4302 (B7608FDQ) Mar del Plata-Argentina.

    ** Centro de Tecnología en Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC). CICBA-CONICET Cno. Centenario y 508 (1987) M-B. Gonnet-Argentina.

    E-mail:[email protected]

    RESUMEN

    Se estudiaron cuerpos porosos en verde obtenidos por consolidación directa de

    suspensiones acuosas de una mezcla precursora de cordierita con diferentes almidones

    como agente consolidante/ligante y a distintas temperaturas de curado. Se prepararon

    suspensiones acuosas de una mezcla de caolín, talco y alúmina (50 % p/p sólidos; 0,25

    % naftalenosulfonato de sodio; 1 % Dolapix) con 17 % p/p de almidones de papa,

    mandioca, maíz o papa modificado, y con homogeneización en molino de bolas, 2 h. Se

    conformaron discos por consolidación de las suspensiones a las temperaturas donde se

    observó mayor grado de hinchamiento (75-85°C) y a temperaturas 10 °C por encima y

    10 °C por debajo de la anterior durante 4 h y, posterior secado a 50 °C, 12 h. Los

    almidones se caracterizaron por densidad, granulometría, temperatura de gelatinización

    y factores de hinchamiento en función de la temperatura, y sus suspensiones acuosas

    gelatinizadas a distintas temperaturas se estudiaron por microscopía óptica. Los

    materiales porosos se caracterizaron por medidas de densidad y porosidad, y análisis

    microestructural por SEM. Los resultados se analizaron en relación a las características

    de los almidones y a su comportamiento en agua a temperatura.

    Palabras claves: Consolidación con almidón, Cerámicos porosos, Cordierita. 1. INTRODUCCION

    Los materiales de cordierita (2Al2O3.5SiO2.2MgO) son potenciales candidatos para el

    desarrollo de materiales porosos a ser usados como aislantes térmicos debido a sus

    bajos coeficiente de expansión térmica y conductividad térmica.

    1

  • Varios métodos de procesamiento son empleados para obtener cerámicos porosos.

    Si bien cada uno posee ciertas ventajas, desventajas y potenciales usos, se requiere un

    control muy riguroso del mismo para desarrollar un material cerámico poroso con las

    propiedades finales deseadas. Actualmente, se dispone de una familia de técnicas de

    conformado en las cuales la suspensión cerámica consolida directamente en un molde

    impermeable. Entre ellas, existe un nuevo método de procesamiento de bajo costo y

    no-contaminante que emplea almidón y se basa en la capacidad de los gránulos de a)

    gelificar a temperatura (experimentan un rápido e irreversible hinchamiento por

    absorción de agua); b) actuar como ligante de las partículas cerámicas otorgando

    resistencia mecánica a la pieza en verde y c) formar poros a partir de su remoción a

    temperatura. Así, con posterioridad a los tratamientos de calcinación y sinterizado, se

    obtiene un material poroso cuya microestructura estará determinada tanto por la

    cantidad y características de los almidones (forma, tamaño de los gránulos) como por

    su comportamiento en agua a temperatura (factor de hinchamiento, tamaño y forma de

    gránulo hinchado) (1,2).

    La capacidad de hinchamiento de cada almidón depende fuertemente de la

    temperatura y deberá considerarse al abordar la consolidación del material. Además del

    control estricto de variables como la temperatura, debido a que la conexión entre

    cinética de hinchamiento, cambios reológicos y proceso de formación del cuerpo

    cerámico resulta muy compleja se desprende la necesidad de abordar, además del

    estudio de las propiedades estructurales y fisico-químicas del almidón, el estudio de su

    comportamiento en suspensión acuosa en función de la temperatura (3).

    El objetivo de este trabajo es estudiar la influencia de las características de diferentes

    almidones y de sus comportamientos en agua en función de la temperatura en las

    microestructuras en verde obtenidas, precursoras de materiales porosos de cordierita.

    2. PARTE EXPERIMENTAL

    2.1 Materias primas

    Las materias primas empleadas en la formulación de la mezcla precursora de

    cordierita fueron polvos comerciales con tamaños de partículas < 5 µm: caolín (caolín

    CM-60, Piedra Grande S.A., Argentina), talco micronizado (Talc 40, China) y alúmina

    2

  • (A2G ALCOA, USA). Su caracterización se realizó por análisis cualitativo de difracción

    de rayos X (DRX) (Philips PW3710, radiación Cu Kα a 20 mA y 40 kV). Se determinaron

    caolinita (File 06-0221) como fase mayoritaria, α-cuarzo (File 5-0490) y vestigios de

    ortoclasa (File 31-0996) en el difractograma del caolín; talco como fase principal (File

    19-0770) junto a dolomita (File 34-0517) y vestigios de tremolita (File 02-0455) en el

    mineral de talco, y corindón (File 42-1468) en la alúmina. La mezcla precursora de

    cordierita se formuló en base a sus composiciones en óxidos, en una relación cercana a

    la de cordierita estequiométrica (51,4 % de SiO2; 34,8 % de Al2O3 y 13,8 % de MgO)

    con menor contenido de sílice y mayores proporciones de alúmina y magnesia: 37 % de

    caolín, 41 % de talco y 22 % de alúmina calcinada.

    Se emplearon cuatro almidones: almidones de papa y mandioca (Avebe Arg.);

    almidón de maíz (La Especiera Argentina); y almidón AF115 (modificado Coop. San

    Antonio de Puerto Rico).

    Las densidades reales determinadas por picnometría de He (δR) fueron: 1,47; 1,49;

    1,49 y 1,49 g/cm3 para los almidones de papa, mandioca, maíz y modificado, resp..

    Las distribuciones de tamaños de partículas se determinaron en un equipo láser

    (Malvern) en una suspensión del polvo de almidón en agua con Dolapix y aplicación de

    ultrasonido durante 15 min para dispersar y estabilizar las partículas. Los cuatro

    almidones presentaron distribuciones bimodales, con bajo porcentaje en volumen de

    gránulos de menor tamaño asociados a impurezas o a gránulos rotos. El diámetro

    medio para el almidón de papa fue: D50 = 48 µm, notablemente mayor que el del resto

    de los almidones D50 = 12-15 µm mostrando estos últimos mayor cantidad de gránulos

    más pequeños (0,5-3 µm) que el de papa (1 a 10 µm). En cuanto al ancho de las

    distribuciones (W = D95-D15/D50 donde D95 y D15 son los diámetros de gránulos para el

    95 y 15 % de gránulos en volumen), el almidón de maíz posee una distribución más

    angosta (W = 0,9) que los restantes almidones (W = 1,3-1,5).

    El porcentaje en peso de humedad se determinó por análisis termogravimétrico, ATG

    (Shimatzu, TGA–50) a 10 °C/min hasta 120 oC, en aire: papa = 14,36 %; mandioca =

    11,47; maíz = 12,42 y modificado = 10,88. Estos porcentajes deben tenerse en cuenta a

    la hora de calcular el agregado de almidón a la suspensión cerámica.

    El análisis microestructural (morfología y tamaños medios de gránulos) de los almidones secos se realizó por microscopía electrónica de barrido, SEM (Jeol JSM-

    3

  • 6460). El almidón de papa exhibió gránulos más grandes y anisotrópicos con forma

    oval. Los gránulos de mandioca, modificado y maíz resultaron más isométricos

    mostrando algunos gránulos de maíz una marcada forma poligonal. Los almidones de

    mandioca y modificado presentaron gránulos similares con mayor esfericidad y con

    algunos bordes facetados (4).

    2.2. Evaluación del sistema almidón-agua en función de la temperatura

    Las temperaturas de gelatinización se determinaron por calorimetría diferencial de

    barrido, DSC (Shimatzu, DSC–50) a 5 °C/min desde -20 hasta 120 °C empleando

    suspensiones acuosas de almidón (15-30 %) en cápsulas de aluminio selladas.

    Para cada almidón, se determinaron los factores de hinchamiento (considerados

    como Vol. % agua absorbida) en función de la temperatura por el método de “Blue

    Dextran” (4, 5) : se prepararon suspensiones de almidón al 0,5 % p/p (0,125 g de almidón en 25 g de suspensión) y se trataron a distintas temperaturas (50-90 ºC), 20 min en un

    agitador magnético calefaccionado provisto con sonda de temperatura externa (Cole

    Palmer Stable Lab.) con agitación continua a 500 rpm; se diluyeron ¼ con solución de

    Blue Dextran 0,06 % y se centrifugaron 15 min a 2600 rpm a 20 ºC. Se midieron las

    densidades ópticas del sobrenadante (A2) y de la solución inicial de Blue Dextran (A1)

    (UV-160A Shimadzu). El volumen (VH2O abs.) y el porcentaje de agua absorbida (% H2O)

    se calcularon según:

    VH2O abs. = Vo – VBD (A1 /A2-1) (A)

    % H2O = VH2O abs (100/Vo) (B)

    donde V0 es el volumen de agua inicial, necesario para preparar la suspensión de cada

    almidón y VBD es el volumen de solución de Blue Dextran agregado.

    Las suspensiones de los almidones gelatinizadas en función de la temperatura se

    analizaron por microscopía óptica de transmisión (Leica DMLB). Para ello, se

    prepararon suspensiones al 0,5 % p/p (0,125 g de almidón en 25 g de suspensión) y se

    trataron a las temperaturas seleccionadas (60-95 °C) durante 20 min utilizando un

    agitador magnético calefaccionado provisto con una sonda de temperatura externa

    4

  • (Cole Palmer Stable Lab.) y con agitación continua a 500 rpm. Para la observación al

    microscopio se depositó una muestra de suspensión sobre una placa de vidrio.

    2.3. Consolidación y caracterización de los materiales en verde

    Se prepararon probetas en forma de discos (diámetro =1,6 cm; espesor ∼ 0,30 cm), a

    partir de la consolidación de suspensiones acuosas de la mezcla precursora de

    cordierita y cada almidón a distintas temperaturas. Las suspensiones se prepararon por

    mezclado intensivo de las materias primas que se adicionaron en forma secuencial (en

    primer lugar se agregó el caolín dejando un día para desleir; luego el talco y la alúmina

    dispersa en 10 % en peso de agua y 1% de Dolapix y finalmente 17 % p/p de cada

    almidón) al volumen de agua correspondiente al 50 % en peso de sólidos (previo

    agregado de 0,25 % en peso de naftalenosulfonato); homogenización en molino de

    bolas 2 h y desaireado en vacío durante 20 min. Para la consolidación de las probetas,

    las suspensiones se colocaron en moldes cilíndricos impermeables de Delrin (1 cm de

    alto y 1,6 cm de diámetro) recubiertos con cinta de Teflón para evitar pérdida de agua

    por evaporación; se trataron a temperaturas donde se observó mayor grado de

    hinchamiento para cada almidón y a temperaturas 10°C por encima y 10°C por debajo

    de la anterior, durante 4 h (estufa eléctrica con circulación de aire forzado Memmert) y

    se secaron a 50 °C, 12 h.

    Las densidades en verde (δv) se determinaron por inmersión en Hg y las porosidades

    se calcularon (100 (1-δv/δpic)) empleando la densidad picnométrica de la mezcla

    precursora con almidón determinada por picnometría en kerosén a 37 °C. Dada la

    similitud de los valores de la densidad real de los almidones se empleó el almidón de

    papa para determinar la densidad picnométrica.

    El análisis microestructural de los conformados en verde obtenidos se realizó por

    microscopía electrónica de barrido, SEM.

    3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

    3.1. Comportamiento de suspensiones acuosas de almidón en función de la temperatura

    5

  • Las temperaturas de gelatinización, TG (temperatura crítica a la cual los enlaces

    intermoleculares de hidrógeno que mantienen la integridad del gránulo son debilitados

    con lo cual el gránulo sufre un rápido e irreversible hinchamiento con pérdida de

    cristalinidad)(6) obtenidas por DSC para los almidones de papa, mandioca, maíz y

    modificado fueron 65; 70; 68 y 62 °C, resp.. Los almidones de papa y modificado

    presentaron valores de TG más bajos que los almidones de mandioca y maíz, en

    acuerdo con su origen (los almidones que provienen de cereales en general poseen

    mayores temperaturas de gelatinización). Este hecho también se podría asociar con la

    estructura polisacárida y arquitectura de los gránulos de almidón pero resulta muy

    complejo correlacionar estos aspectos con los eventos moleculares que ocurren en

    torno al proceso de la gelatinización. Se ha reportado(7) que almidones con valores más

    altos de TG contienen una estructura interna granular con zonas más ordenadas

    (dobles hélices de amilopectina empaquetadas en dominios cristalinos) que restringen

    la hidratación requiriéndose mayores temperaturas para facilitar su hidratación y, por

    consiguiente, tienen asociado un aumento de la temperatura de gelatinización. Se

    podría asumir que aquellos almidones que presenten mayor cristalinidad tendrán

    asociada una mayor temperatura de gelatinización.

    En la Figura 1 se muestran los factores de hinchamiento (% VH2O absorbida) en

    función de la temperatura para cada almidón estudiado.

    Se observa que los gránulos de almidón de papa presentan el mayor grado de

    hinchamiento alcanzando valores muy significativos en el rango de temperatura

    comprendido entre 75 y 85 °C. En cambio, los gránulos de almidón modificado poseen

    la más baja capacidad de hinchamiento presentando el valor más bajo para el máximo

    grado de hinchamiento en ∼ 70-75 °C, temperaturas menores que las registradas para

    los restantes almidones. En general cuando la temperatura de gelatinización es baja,

    como es el caso del almidón modificado, el onset del hinchamiento también lo es. Por

    otro lado, los gránulos de mandioca retardan su hinchamiento en función de la

    temperatura (almidón con mayor TG) respecto de los restantes almidones estudiados.

    Se observa que el máximo grado de hinchamiento ocurre a ∼ 85-90 °C y resulta del

    orden del registrado por los gránulos de maíz. En este último caso, el máximo grado de

    hinchamiento se observa a ∼75-80 °C. De lo expuesto, se desprende que el orden

    6

  • evidenciado con respecto al porcentaje de agua absorbida resulta: papa >> mandioca ∼

    maíz > modificado.

    60 65 70 75 80 85 90

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    % a

    gua

    abso

    rbid

    a

    Temperatura (°C)

    papa mandioca maíz modificado

    Figura 1: Variación del volumen de agua absorbida VH2O (%) en función de la

    temperatura para los almidones de papa, mandioca, maíz y modificado.

    Durante el hinchamiento en agua a temperatura los gránulos de almidón modifican

    su tamaño y su morfología. Con el objetivo de analizar los cambios que experimentan

    los gránulos de los almidones estudiados en función de la temperatura se analizaron

    los almidones gelatinizados a distintas temperaturas por microscopía óptica de

    transmisión.

    En la Figura 2 se muestran las imágenes de microscopía óptica (magnificación 200X)

    obtenidas para las suspensiones gelatinizadas de los cuatro almidones a distintas

    temperaturas.

    En todos los almidones, a medida que aumenta la temperatura y se produce la

    absorción de agua, los gránulos experimentan un incremento en su tamaño respecto de

    su tamaño original, deformación con pérdida de identidad, y fragmentación, eventos que

    ocurren en mayor o en menor medida dependiendo del tipo de almidón (8). Se aprecian

    marcadas diferencias en el grado de hinchamiento de los almidones estudiados siendo

    este notablemente mayor para el almidón de papa respecto de los restantes almidones.

    7

  • T[°C] papa mandioca maíz modificado

    55

    65

    75

    85

    95

    Figura 2: Imágenes de microscopía óptica de los almidones de papa, mandioca, maíz y

    modificado gelatinizados en función de la temperatura. Barra = 100 µm

    Por otro lado, se observa que en el caso de papa y mandioca, las distribuciones de

    tamaños de gránulos a las temperaturas consideradas resultan más amplias que las

    que presentan los almidones de maíz y modificado: en el primer caso, hay gránulos que

    hinchan significativamente más que otros mientras que para maíz y modificado el grado

    de hinchamiento resulta más homogéneo.

    En particular, en la imagen de la suspensión de almidón de papa tratada a 65 °C se

    observan muchos gránulos que no han hinchado con un tamaño medio del orden de los

    gránulos originales ~ 50 μm, (se observan algunos de mucho mayor tamaño, 150 μm) y

    8

  • escasa cantidad de gránulos poco deformados con tamaños en el rango entre 130 y

    230 μm. A 75 °C, se aprecia incremento en el grado de hinchamiento y mayor cantidad

    de gránulos deformados aunque sin cambio significativo en su tamaño (tamaño medio ~

    180 μm). Al alcanzar 85 °C, se observa una distribución de gránulos más uniforme que

    aún conservan su integridad y gránulos deformados más irregulares cuyo tamaño

    medio disminuyó levemente indicando la posibilidad de ocurrencia de cierto grado de

    fragmentación. Se aprecian también algunos gránulos con tamaños de ~ 300 μm. A la

    máxima temperatura estudiada (95 °C), se observan fragmentos de gránulos (~25 μm),

    gránulos deformados de hasta 250 μm y escasos gránulos sin deformar. A partir de lo

    expuesto, se infiere que los gránulos de papa de mayor tamaño tienen la capacidad de

    hinchar aún a temperatura relativamente baja en coincidencia con el hecho de que los

    gránulos de mayor tamaño son los que primero gelatinizan.

    En las micrografías correspondientes al almidón de mandioca, se observa que a 65

    °C el hinchamiento de los gránulos es prácticamente despreciable observándose muy

    escasos gránulos deformados levemente que alcanzan ~ 55 μm. Al incrementar la

    temperatura a 75 °C, aumenta el grado de hinchamiento observándose muchos

    gránulos de tamaño ~ 55 μm y unos pocos gránulos deformados de tamaño mayor al de

    los presentes a 65 °C (~ 90 μm). A 85 y 95 °C, se aprecia importante ruptura de

    gránulos y presencia de muchos gránulos deformados de tamaño medio menor (~ 30

    μm). De lo observado, se infiere que los gránulos de mandioca experimentan recién un

    importante hinchamiento entre 75 y 85 °C en acuerdo con lo determinado en la figura 1.

    Con respecto al almidón de maíz, recién a 65 °C se observa una distribución

    uniforme de gránulos hinchados y algunos levemente deformados de ~ 30-40 μm. A 75

    °C, hay muchos gránulos hinchados e incremento de gránulos deformados, ambos tipos

    de ~ 50-60 μm. La distribución de tamaños de gránulos continúa siendo estrecha y los

    gránulos, aún los que presentan deformación, conservan bastante la morfología

    original. A la máxima temperatura (85 °C), se aprecia mayor cantidad de gránulos

    deformados junto a gránulos fragmentados que no aumentaron su tamaño por efecto de

    la temperatura. En este caso, si bien el grado de hinchamiento no es muy significativo

    todos los gránulos se comportan de forma similar hecho que se podría asociar con su

    estrecha distribución de tamaños de gránulos sin gelatinizar (W = 0,9).

    9

  • El almidón modificado (< TG) evidencia un grado de hinchamiento muy leve a 55 °C

    a partir de la presencia de escasos gránulos deformados de ~ 45 μm. A 65 °C, se

    observan muchos gránulos hinchados con poca deformación (~ 50-60 μm). A 75 °C,

    hay mayor cantidad de gránulos hinchados y más deformados aunque su tamaño no

    aumenta significativamente mientras que a 85 °C se observan muchos gránulos rotos y

    otros deformados, ambos tipos de menor tamaño (30-40 μm). A todas las temperaturas,

    las distribuciones fueron más amplias (mayor inhomogeneidad) que para maíz.

    A partir de estos resultados se seleccionaron las temperaturas para consolidar la

    mezcla precursora de cordierita: 75; 85 y 95 °C para los almidones de papa y mandioca

    y 65; 75 y 85 °C para los de maíz y modificado.

    3.3. Caracterización de los materiales porosos de cordierita

    En la Tabla I se muestran las densidades en verde promedio (δv) y los porcentajes

    de porosidad calculados (% Pv = 100 (1 - δv/δpic)) para las probetas obtenidas.

    Tabla I: Densidades en verde promedio y % porosidad de las probetas consolidadas

    con los almidones de papa, mandioca, maíz y modificado a distintas temperaturas. T [ºC] Almidón δv [g/cm3] % P

    75 1,34±0,03 59,0

    85 1,40±0,05 42,6

    95

    papa

    1,34±0,01 59,0

    75 1,53±0,02 37,3

    85 mandioca

    1,45±0,07 40,6

    65 1,44±0,01 41,0

    75 1,43±0,02 41,4

    85

    maíz

    1,42±0,03 41,8

    65 1,54±0,03 36,9

    75 modificado

    1,62±0,04 33,6

    No se pudieron consolidar probetas con los almidones de mandioca y modificado a la

    temperatura de tratamiento más alta (95 y 85 °C, resp.). Esto se podría asociar, en

    parte, al hecho de que sus gránulos a estas temperaturas sufren significativa

    10

  • deformación y fragmentación que origina gran cantidad de gránulos de bajo tamaño y

    sin integridad.

    En general, las probetas consolidadas con almidón de papa alcanzaron mayor

    porosidad que aquéllas obtenidas con los restantes almidones las cuales no

    presentaron significativas diferencias. En las probetas consolidadas con almidón de

    papa a 85 °C se observa una fuerte disminución de la porosidad que se podría asociar

    con que a esta temperatura muchos gránulos experimentan el máximo grado de

    hinchamiento alcanzando en algunos casos tamaños de ~300 μm.

    En la Figura 3 se muestran las fotografías obtenidas por SEM de las microestructuras

    de los materiales desarrollados. T[°C] papa mandioca maíz modificado

    65

    75

    85

    95

    Figura 3: SEM de las probetas en verde consolidadas con los almidones estudiados a

    distintas temperaturas.

    En las microestructuras de las probetas consolidadas con almidón de papa a 75 y 95

    °C se observa mayor porosidad y mayor inhomogeneidad que en las probetas

    11

  • consolidadas con los restantes almidones apreciándose zonas con bajo grado de

    consolidación. Sin embargo, por consolidación a 85 °C, si bien la porosidad disminuyó

    en acuerdo con el aumento en densidad determinado, se observa mayor homogenidad

    sin la presencia de zonas con bajo grado de consolidación. Con el empleo de almidón

    de maíz se desarrollaron, a todas las temperaturas, microestructuras con similar

    porosidad y alta homogeneidad, hecho que se podría relacionar con el comportamiento

    de los gránulos observado en agua a temperatura. En las microestructuras de las

    probetas consolidadas con los almidones de mandioca y modificado no se aprecian

    diferencias significativas en porosidad siendo, además, similar a la observada con maíz.

    Sin embargo, se observa una homogeneidad intermedia entre las microestructuras

    obtenidas con almidón de papa y de maíz.

    A partir de los resultados obtenidos se puede concluir que existe una fuerte

    dependencia del comportamiento de cada almidón en agua en función de la

    temperatura y una significativa influencia del mismo sobre la porosidad y homogeneidad

    de las microestructuras en verde desarrolladas.

    4. REFERENCIAS 1. H. Alves, G. Tari, A. Fonseca, J. Ferreira. Mat. Res. Bull., 33, 10 (1998) 1439-1448.

    2. O. Lyckfeldt, J.M.F. Ferreira, J. Eur. Ceram. Soc., 17 (1997) 131-140.

    3. ver si es la 15. de Talou E. Gregorová, W. Pabst, I. Bohacenko. “Porosity and pore-

    size control in satrch consolidation casting of oxide ceramics-Achievements and

    problems”. J. Eur. Ceram. Soc., 26, pp. 1301-09. 2006.

    4. G. Buntalyk, M. A. Camerucci, A. L. Cavalieri. Anales 50° ABC, 12-26, 1-13 (2006).

    5. M. Nayouf, C. Loisel, J.L Doublier, J. Food Eng. (2003) 209-219.

    6. M. W. Rutenberg: Starch and its modifications. National Starch and Chemical

    Corporation. Capítulo 22.

    7. R. F. Tesler, Xin Qi. Journal of Cereal Science, 39, 47-56 (2004).

    8. P. Chen, L. Yu, T. Kealy, L. Cheng, L. Li. Carbohidrates Polymers, 68, 495-501 (2007). Agradecimientos: Se agradece al Instituto de Cerámica y Vidrio, Madrid, España por las medidas de densidad picnométrica en He y distribución de tamaño de partícula.

    12

  • PRECURSOR FORMING OF POROUS CORDIERITA MATERIALS BY STARCH CONSOLIDATION

    M. L. Sandoval*; M. A. Camerucci*; A. L. Cavalieri*; A. N. Scian**

    * División Cerámicos-INTEMA. Fac. Ingeniería-UNMdP-CONICET J. B. Justo 4302 (B7608FDQ) Mar del Plata-Argentina.

    ** Centro de Tecnología en Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC). CICBA-CONICET Cno. Centenario y 508 (1987) M-B. Gonnet-Argentina.

    E-mail:[email protected]

    Porous green disks prepared by direct consolidation at several temperatures of

    aqueous suspensions of cordierite precursora mixture with different starches as

    consolidator/binder agent were studied. Aqueous suspensions of caolin, talc and

    alumina powders (50 % p/p solid loading; 0,25 % sodium naphtalenesulfonate; 1 %

    Dolapix) with 17 % p/p of potate, tapioca, corn and modified potate starches, and with

    homogeneization in ball milling for 2 h were prepared. Disks were formed by

    consolidation of the suspensions at the temperatures where the maximum swelling

    degree was observed (75-85 °C), and at those 10 °C above and bellow the first

    temperature for 4 h and dried at 50 °C, 12 h. The starches were characterized by

    density measurements, granulometric distribution, moisture, gelatinization temperature

    and swelling capacity as a function of the temperature, and their gelatinizated

    suspensions by increasing temperature were analyzed by transmition optical

    microscopy. The porous materials were characterized by density and porosity

    measurements (by inmersion in Hg) and microstructural analysis by SEM. The obtained

    results were analyzed in relation to the characteristics of the starches and its behaviour

    in water at temperature.

    Keywords: Starch consolidation, Porous ceramics, Cordierite

    13

    RESUMEN