Resumo O fosfato tricálcico (TCP) é um biomaterial que está sendo produzido em diversas aplicações biomédicas, além de sua biocompatibilidade e capacidade osteocondutora. Polímeros biodegradáveis de origem natural ou sintética, como quitosana e poli(álcool vinílico) (PVA), vêm sendo utilizados para aplicações de engenharia de tecidos por apresentarem as propriedades da fase orgânica nativa do tecido ósseo. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de filmes finos cerâmicos baseados em TCP, quitosana e PVA através do método de tape casting. Dados de viscosidade para todas as suspensões mostraram-se ideais para o processamento escolhido. As curvas termogravimétricas demonstraram perfis semelhantes e foi possível observar que com o aumento do teor de quitosana ocorreu maior perda de massa total. Reflexões de DRX relacionadas à fase β-TCP de estrutura ortorrômbica foram encontradas, evidenciando que não houve transformação de fases. A análise de MEV revelou graus de rugosidade nas superfícies dos filmes com pouca influência do aumento do conteúdo de quitosana.

Abstract Tricalcium phosphate (TCP) is a biomaterial produced in several biomedical applications, in addition to having biocompatibility and osteoconductive capacity. Biodegradable polymers of natural or synthetic origin such as chitosan and polyvinyl alcohol (PVA) have been used for tissue engineering applications because they have the properties of the native organic phase of bone tissue. Thus, the objective of this study was to obtain ceramic tapes based on TCP, chitosan, and PVA through the tape casting method. The viscosity data for all suspensions were ideal for the chosen processing. The thermogravimetric curves showed similar profiles, and it was possible to observe that a greater total mass loss occurred with the increase in the chitosan content. XRD reflections related to the β-TCP phase of the orthorhombic structure were found, showing no phase transformation. SEM analysis showed degrees of roughness on the film surfaces with little influence from the increase in chitosan content.

Resumo Materiais compósitos com matriz de poli-hidroxibutirato e material de reforço de hidroxiapatita (PHB/HA) foram produzidos por moldagem a partir de prensagem em 100 MPa e 165 °C durante 30 min. A quantidade de reforço variou de 0 a 20% em massa para avaliar o efeito das partículas de HA nas propriedades mecânicas e na bioatividade dos compósitos. O aumento da quantidade de HA reduziu a resistência à compressão dos compósitos em aproximadamente 20%, enquanto a resistência à flexão diminuiu 30%. No entanto, a bioatividade após 14 dias de imersão em SBF foi melhorada com o aumento da quantidade de HA, sendo observada camada de apatita na superfície do compósito PHB/HA.

Abstract The composite materials using polyhydroxybutyrate as matrix and hydroxyapatite as reinforcement (PHB/HA) were produced by molding, using pressing at 100 MPa and 165 °C for 30 min. The amount of filler was varied from 0 to 20 wt% to evaluate the effect of the HA particles on mechanical properties and the bioactivity of the composites. The increase of the HA amount reduced the compressive strength of the composites nearly 20% while bending strength reduced nearly 30%. However, the bioactivity after 14 days immersion in SBF was improved with the increase of HA amount, with formation of apatite layer on the surface of the PHB/HA composite.

Este trabalho teve por objetivo avaliar a impregnação de diferentes catalisadores na superfície de um material cerâmico de alumina. Para a confecção do material cerâmico, foi utilizada a rota de processamento de espumas cerâmicas pelo método da réplica, no qual uma esponja de poliuretano com porosidade de 60 ppi foi mergulhada em uma suspensão de alumina a fim de produzir uma cerâmica com a mesma morfologia que o material precursor. Inicialmente foram obtidas espumas cerâmicas de alumina com resistência mecânica média de 0,7 MPa e porosidade aparente de 80%.Três diferentes catalisadores (ZnAl2O4,ZnFe2O4 e Zn2SnO4) foram impregnados sobre esse suporte por meio do método dip coating.Os resultados mostraram que os catalisadores foram imobilizados sobre o suporte em baixas concentrações.

This study aimed to evaluate the immobilization of different catalysts on the surface of ceramic alumina foam. The ceramic material was produced by the replica method, where a polyurethane sponge with a porosity of 60 ppi was poured into a slurry containing alumina to produce a ceramic support with the same morphology of the precursor material. Alumina ceramic foams with an average strength of 0.7MPa and apparent porosity of 80% were obtained. Three different catalysts (ZnAl2O4,ZnFe2O4 and Zn2SnO4) were impregnated on this support by the dip coating method. The results showed that the catalysts were immobilized on the substrate at low concentrations.

Palygorskite is fibrous clay in which the structural tetrahedral and octahedral layers are organized in a way that structural channels are formed, leading to high surface area. However, impurities inside the channels and aggregated ones considerably reduce the available area. In order to increase the surface area, an activation treatment can be considered useful. The goal of this work is the activation of palygorskite from Guadalupe, Piauí, via sulfuric acid treatment using a two-level factorial design. The influence of three parameters (solution molarity, temperature and time) on BET surface area was determined. Moreover, samples were characterized via X-ray diffraction (XRD) and fluorescence (XRF), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and transmission electron microscopy (TEM). The largest surface area (282 m²/g) without considerable changes in clay structure and morphology was found in a sample treated with 5M H2SO4 at 70°C for 1h. The main parameters that favored the improvement of the surface area were the solution's molarity, temperature and their interaction.

Neste trabalho, filtros com estrutura fibrosa foram produzidos utilizando-se matéria-prima de baixo custo, disponível comercialmente e caracterizados para aplicações em filtração de aerossóis. Mantas refratárias sílico-aluminosas comerciais foram prensadas uniaxialmente, utilizando-se 10% em massa de acetato de polivinila como ligante. Nesta etapa, as amostras foram submetidas à compactação com diferentes pressões para obtenção de diferentes porosidades. Após a prensagem, as amostras foram submetidas a um tratamento térmico a 500 ºC durante 1 h para a degradação do polímero. Subseqüentemente, as amostras foram sinterizadas a 1200 ºC durante 1 h, resultando em uma estrutura fibrilar porosa, composta por mulita (3SiO2.2Al2O3), com porosidade na faixa de 50 a 75%. A morfologia dos filtros fibrosos foi caracterizada através de microscopia eletrônica de varredura, que revelou uma estrutura tridimensional porosa de fibras interconectadas. A resistência mecânica foi avaliada através de ensaios de compressão e de flexão em quatro pontos. Ensaios de permeabilidade e eficiência de coleta de partículas com diferentes diâmetros foram efetuados e os resultados comparados a filtros comerciais. Os valores obtidos para a permeabilidade e eficiência de coleta estão na ordem de grandeza esperada para filtros de gases, apresentando assim grande potencial para aplicações industriais.

Filters with fibrous structure were produced from low cost, commercially available raw materials and characterized for aerosol filtration. Refractory aluminosilicate fibers were uniaxially pressed with polyvinyl acetate as binder. Different pressures were applied, which yielded samples with different porosities. After pressing, the samples were heat treated at 500 ºC during 1 h in air for debinding with subsequent sintering at 1200 ºC for 1 h, which resulted in porous fibrous structures composed mainly by mullite (3SiO2.2Al2O3) with porosity in the range of 50%-75%. The microstructure of the fibrous filters was evaluated by scanning electron microscopy, which revealed a porous morphology comprised by three-dimensional interconnected fibers. Mechanical strength was measured by compressive and 4-point bending tests. Permeability and particle collection efficiency were evaluated and compared with commercially available filters. The permeability and collection efficiency values are in the order of magnitude of cellular supports for aerosol filters and, therefore, suitable for several technological applications.

Investigations of a range of glass ceramic compositions have been developed in the last decades. These materials show a good potential to be used at room temperature as a substitute to other ceramic materials, due to their lower sintering temperature and costs. The mainly reason that limits the use of these materials is their low mechanical strength. In this work a Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) glass powder was mixed with 30 wt. % of ZrO2 or Al2O3 (submicron size), uniaxially pressed under 40 MPa and sintered at 650 ºC/30 min. In some samples a second sintering step at 1000 ºC during 30 minutes was also performed, in order to improve the mechanical properties by increasing the crystallized fraction. The sintered samples were characterized by bending strength measurements, X-ray diffraction and scanning electron microscopy analyses. Apparent densities values were determined by the Archimedes's method. The results obtained in this work indicate that the addition of ZrO2 and Al2O3 (reinforcing particles) decreases the density of the glass-ceramic materials. X-ray diffraction analysis indicated an increase of the crystallized fraction in samples sintered at 1000 ºC. Fracture strength values has showed to be dependent on the sintering temperature and also on the reinforcing crystalline particles.

A utilização de resíduos industriais como aditivos na fabricação de produtos cerâmicos vem despertando um crescente interesse dos pesquisadores nos últimos anos e está se tornando prática comum. Este trabalho descreve a variação do comportamento de uma argila utilizada numa indústria de cerâmica vermelha, resultante de adições de uma lama de mármore e granito, tal como é produzida em uma indústria de beneficiamento de pedras ornamentais do estado do Rio Grande do Norte. Misturas de argila e rejeito (10 - 50% em peso) foram compactadas uniaxialmente e sinterizadas a temperaturas entre 950 e 1150 °C. Os resultados obtidos por análise química e mineralógica (DRX e FRX), análises térmicas (DTA, TG e dilatometria), medidas de distribuição granulométrica, porosidade, absorção de água e tensão de ruptura à flexão, revelam que a lama de mármore e granito pode ser incorporada na massa de argila sem perda ou comprometimento das propriedades dos corpos sinterizados de cerâmica vermelha.

The use of industrial waste materials as additives in the manufacture of ceramic products has been attracting a growing interest from researchers in recent years and is becoming common practice. This work describes the changes in the behavior of the clay material used in a red-ceramic industry due to additions of a granite and marble sludge, produced in an ornamental stone processing industry in Rio Grande do Norte. Mixtures of clay and waste material (10 - 50 wt.%) were uniaxially pressed and sintered at temperatures ranging from 950 to 1150 °C. Results from chemical and mineralogical analysis (XRD and XRF), thermal analysis (DTA, TG and dilatometry), particle size distribution, porosity, water absorption and flexural strength, show that the granite and marble sludge can be added to the clay material with no detrimental effect on the properties of the sintered red-clay products.