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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
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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
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(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
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(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
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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
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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
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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
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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