ピアウイ、ブラジル、多糖類のボールクレイからの新しい粘土ベースのエアロゲルコンポジットの開発

粘土に基づいたポリマー成分をエアロゲルに組み込むと、エアロゲルの物理的および熱特性が大幅に改善されます。この研究では、粘土ベースのエアロゲルは、単純で生態学的に許容可能な混合方法と凍結乾燥を使用して、アンギコガムとアルギン酸ナトリウムを取り入れることにより、ボール粘土から生成されました。圧縮試験では、スポンジ性材料の密度が低いことが示されました。さらに、圧縮強度とエアロゲルの弾力性のヤング率の両方が、pHの減少に関連する進行を示しました。エアロゲルの微細構造特性は、X線回折（XRD）および走査型電子顕微鏡（SEM）によって調査されました。化学構造は、フーリエ変換（FTIR）による赤外線分光法によって研究されました。非酸化雰囲気からのTGA曲線は、粘土の質量損失が500°Cを超える9％の質量損失を示し、多糖類の存在により、航空機は260°Cを超える温度で20％の分解を示したことを示しました。エアロゲルのDSC曲線は、より高い温度で変位を示しました。結論として、結果は、まだ最小限に研究されている多糖類の取り込みを伴うボール粘土のエアロゲルが、得られた機械的および熱的結果を考慮して熱絶縁として潜在的な応用を持っていることを示した。

The incorporation of polymeric components into aerogels based on clay produces a significant improvement in the physical and thermal properties of the aerogels. In this study, clay-based aerogels were produced from a ball clay by incorporation of angico gum and sodium alginate using a simple, ecologically acceptable mixing method and freeze-drying. The compression test showed a low density of spongy material. In addition, both the compressive strength and the Young's modulus of elasticity of the aerogels showed a progression associated to the decrease in pH. The microstructural characteristics of the aerogels were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The chemical structure was studied by infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR). The TGA curves from a non-oxidizing atmosphere indicated that the clay had a mass loss of 9% above 500 °C and that due to the presence of polysaccharides, the aerogels presented a decomposition of 20% at temperatures above 260 °C. The DSC curves of the aerogels demonstrated a displacement in higher temperatures. In conclusion, the results showed that aerogels of ball clay with the incorporation of polysaccharides, which are still minimally studied, have potential application as thermal insulation considering the mechanical and thermal results obtained.