Argilas especiais: argilas quimicamente modificadas - uma revisão

Abstract

Recebido em 5/4/06; aceito em 17/11/06; publicado na web em 24/7/07 SPECIAL CLAYS: CHEMICALLY MODIFIED CLAYS -A REVIEW. The simultaneous use of the specific values of some structural and chemical properties of clay minerals, such as kaolinite, montmorillonite and talc, allows the development of new properties for these materials, especially in relation to the external and internal microcrystal surfaces. These developments are very diversified for montmorillonite, due to the high specific surface area, expansible basal spacings, easy intercalation inside the 2:1 structural layers and a reversible and high cation exchance capacity. The review presents examples of chemical modifications on kaolins, montmorillonites (bentonites) and talcs.Keywords: special clays; chemically modified clay; surface modified clays. INTRODUÇÃOUm dos grupos das chamadas Argilas Especiais segundo a revista inglesa "Industrial Minerals" 1 compreende esmectitas quimicamente modificadas: as esmectitas (principalmente montmorilonitas) ativadas por ácidos e as "organoclays". O conceito de "ativação de montmorilonita", inicialmente restrito à ativação com o uso de áci-dos, foi ampliado por O'Driscoll 2 : tem-se a ativação ácida, a ativação alcalina, ativação "orgânica" ou "neutra" por compostos orgâni-cos e montmorilonitas naturalmente ativas (terras fuler). Barrer 3 chamou de ativação a troca do cátion sódio na montmorilonita-Na pelo cátion quaternário de amônio tetra-metil-amônio: essa conceituação foi utilizada neste trabalho, com compostos inorgânicos e orgânicos modificando as propriedades de argilas cauliníticas e esmectíticas, bem como de talcos. Há a proposta australiana 4 de, em lugar de usar o termo "ativação", ampliá-lo para a expressão mais abrangente "surface treated clays", a qual é aplicável a todas as argilas e argilominerais, abrangendo também as mudanças na superfície dos cristais causadas por transformações térmicas. ESTRUTURAS CRISTALINAS E MORFOLOGIAS DOS MICROCRISTAIS DE CAULINITA, DE MONTMORILONITA E TALCOAs estruturas cristalinas e características químicas da caulinita, da montmorilonita e do talco foram descritas por Brindley 5 e Newman 6 . A composição química da caulinita, expressa pela fórmu-la de óxidos, é Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O. A fórmula da cela unitária da caulinita, eletricamente neutra, é Al 4 Si 4 O 10 (OH) 4 . A Figura 1 mostra esquematicamente, em vista lateral, duas camadas 1:1 da estrutura da caulinita 7 : a distância entre dois planos de oxigênios equivalentes em camadas sucessivas é de 7,16 Å ou 0,716 nm. Como a espessura da camada 1:1 é de 4,37 Å, o espaço entre as camadas tem 2,79 Å de espessura, valor que quase permite a acomodação de moléculas de água intercaladas entre as camadas, moléculas essas com cerca de 2,90 Å de diâmetro. Como todos os íons da caulinita são incolores, o cristal da caulinita é incolor; portanto, o pó constituído por cristais incolores de caulinita com dimensões da ordem de 2 m é branco. Essa cor branca do caulim é um dos principais fatores responsáveis por seu grande uso ind...

Caracterização de argilas bentonitas e diatomitas e sua aplicação como adsorventes

“…A montmorillonita é uma argila que possui unidade estrutural tipo 2:1, uma folha de tetraedros de sílica ligados pelos oxigênios localizados nos vértices da base e uma folha de octaedros de alumínio ligados pelas faces laterais (Figura 1S, material suplementar). 9 Diatomitas 10,11 são argilas formadas pela acumulação de esqueletos de algas marinhas que contêm 87-91% de sílica SiO 2 , com quantidades significativas de alumina, Al 2 O 3 , e óxido de ferro, Fe 2 O 3 . Apresentam estrutura porosa, podendo ser usadas como material adsorvente e em catálise.…”

Influence of processing variables on the mechanical behavior of HDPE/clay nanocomposites

“…The smectite clays are commonly used as the dispersed phase to obtain nanocomposites, in particular, bentonite clays, for these present attractive characteristics: naturally small particles with dimensions of average size, less than 2 mm, low cost and their individual layers are reactive. Furthermore, it is possible to exchange the metal ions by organic cations from a specific surfactant, usually a quaternary ammonium salt, turning the clay into organoclay [3][4][5] . Polymer/clay nanocomposites are normally obtained through the dispersion of chemically modified clays (organoclays) within a polymer matrix or by in situ polymerization, merger, or solution intercalation [6][7][8] .…”

Influência da concentração e purificação da argila na estrutura e permeação ao vapor de água de nanocompósitos PEBDL/bentonita

“…A montmorilonita é um mineral do grupo das esmectitas, ou seja, um aluminosilicato hidratado com estrutura cristalina formada por camadas compostas de uma de folha octaédrica (alumina) entre duas folhas tetraédricas (sílica), unidas entre si por oxigênios comuns. As camadas triplas estão unidas por ligações fracas, o que permite sua separação com relativa facilidade em condições apropriadas [2] .…”

“…Eventualmente, as camadas podem ser separadas, seja individualmente ou pequenas pilhas ou tactoides, resultando na esfoliação do mineral, disperso na matriz polimérica em escala nanométrica [2][3][4][5] .…”

“…A montmorilonita é um mineral do grupo das esmectitas, ou seja, um aluminosilicato hidratado com estrutura cristalina formada por camadas compostas de uma de folha octaédrica (alumina) entre duas folhas tetraédricas (sílica), unidas entre si por oxigênios comuns. As camadas triplas estão unidas por ligações fracas, o que permite sua separação com relativa facilidade em condições apropriadas [2] .Substituições isomórficas do Si +4 por Al +3 na folha tetraédrica e de Al +3 por Mg +2 na folha octaédrica resultam em uma carga negativa líquida nas camadas cristalinas, que é compensada pela incorporação de cátions inorgânicos hidratados (Na + e Ca +2 predominante nas bentonitas sódicas ou cálcicas, respectivamente) no espaço entre camadas (ou espaço interlamelar) da montmorilonita. Os cátions do espaço interlamelar podem ser facilmente trocados por cátions orgânicos.…”