En el presente estudio, el Prof. El Dr. Tadeu Leonardo Soares y Silva de la UERJ, asociado a Dakila Pesquisas desde hace 14 años, en colaboración con otros investigadores, desarrolló un artículo científico sobre el uso de arcilla de kimberlita (KI) y arcilla de montmorillonita (MMT) en espumas de poliuretano, con el objetivo de fabricarla más sostenible.
El texto habla de dos tipos de arcilla que se pueden utilizar para reforzar la espuma de poliuretano (PU), fortaleciéndola y aportándole mejores propiedades. Uno de los tipos mencionados es la arcilla montmorillonita (MMT), que tiene una estructura en capas y puede "hincharse" cuando absorbe agua. Esto sucede porque hay iones (partículas cargadas eléctricamente) entre estas capas que pueden hidratarse.
El MMT se utiliza para mejorar la espuma de PU porque puede expandirse y mezclarse bien con la estructura del material. Una arcilla con una estructura similar es la arcilla de kimberlita (kl), que también tiene capas y puede absorber iones y agua. En Brasil, la arcilla kl está formada por sedimentos de suelos basálticos, lo que la hace rara. Se ha estudiado por sus propiedades de "hinchazón" y su capacidad para intercambiar iones con otras sustancias.
El poliuretano (PU), un material muy utilizado en diversas industrias, como la construcción, la automoción, la fabricación de calzado, muebles y aislamiento térmico, se produce mezclando dos ingredientes principales (poliol e isocianato), formando una reacción que crea espuma. Dependiendo de cómo se haga esta mezcla, la espuma puede tener poros (células) abiertos o cerrados, lo que influye en sus propiedades.
La mayor parte del consumo de poliuretano en el mundo se produce en forma de espuma y se espera que aumente significativamente en los próximos años. La espuma de PU es versátil porque, realizando pequeños cambios en su composición, es posible mejorar sus características, como la resistencia al calor, la presión y su capacidad de absorción de agua.
Muchos estudios prueban la adición de diferentes materiales para mejorar la espuma de PU. Esto incluye cosas como pulpa de papel, cáscaras de café, caucho de neumáticos e incluso fibras de plumas de pavo. Estos materiales ayudan a que la espuma sea más fuerte, más resistente y, a veces, incluso más respetuosa con el medio ambiente.
Al mezclar espuma de poliuretano (PU) con arcilla se forma un nuevo material llamado kimberlita (kl).
Figura 1. Representación esquemática de la metodología utilizada en la preparación de espumas de PU puro y de PU con diferentes contenidos de kl (espumas de PU/KI).
El objetivo del estudio fue probar cómo afectaría la adición de esta arcilla a las propiedades de la espuma. Los científicos mezclaron diferentes cantidades de arcilla (10% y 20%) para ver cómo afectaba a las propiedades del material.
Materiales figura 2. (Análisis morfológico de PU puro, PU/10% kl y PU/20% kl, donde (A) representa imágenes OM de PU/20% kl y espumas). Imágenes FESEM con un aumento de 100x en modo SE y BSE. (B) representa la distribución de los poros, el tamaño de los poros y la densidad de los poros.
Analizaron estas mezclas de varias maneras, como observando la estructura de la espuma, probando su resistencia, midiendo cuánta agua absorbe y viendo cómo reacciona al calor. Descubrieron que la adición de arcilla cambia la forma de los poros de la espuma y la hace más densa, más resistente al calor y menos absorbente de agua. Esto hace que el material sea más fuerte y dure más en comparación con la espuma normal.
Otro punto interesante es que la adición de arcilla ayudó a reducir la cantidad de cloro en la espuma, haciéndola más respetuosa con el medio ambiente. Este nuevo material, elaborado con una combinación de espuma de PU y arcilla de kimberlita, se puede utilizar en diversos ámbitos, como la construcción, la fabricación de piezas de automóviles e incluso la limpieza de derrames de petróleo, ya que es más resistente y menos dañino para el medio ambiente.
En resumen, el texto habla de cómo estas arcillas, especialmente MMT y kl, pueden mejorar la espuma de PU, haciéndola más resistente y duradera debido a sus propiedades únicas.
Estudios como este traen más reconocimiento y seriedad para que se sigan explorando investigaciones sobre el uso de la arcilla kimberlita en diferentes áreas, sus componentes y beneficios.
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