Análise de Fórmula de Aerogel e Métodos de Ensaio
O aerogel é um material sólido amorfo altamente disperso, composto por partículas coloidais ou moléculas de polímero agregadas entre si para formar uma estrutura de rede nanoporosa, estando os poros preenchidos com um meio de dispersão gasoso. O aerogel, também designado por xerogel, é um gel obtido por reação de uma solução química que forma primeiro um sol e depois gelifica. Após a remoção do solvente do gel, obtém-se uma estrutura de rede espacial preenchida com gás. A aparência é a de um material poroso com densidade extremamente baixa (próxima da densidade do ar) em forma sólida.
Os aerogéis são ultraleves, de baixa densidade e nanoporosos, caracterizados por poros ultrafinos em forma de favo de mel e por estruturas porosas constituídas por cadeias poliméricas interligadas. Os diâmetros dos poros são tipicamente inferiores a 100 nm e as dimensões das partículas de aerogel são tipicamente inferiores a 20 nm. Podem ser constituídos por materiais inorgânicos (como sílica, alumina, etc.), materiais orgânicos (como poliimida, carbono, etc.) ou materiais mistos (como vidro de gel, etc.).
Os aerogéis podem dividir-se em 4 categorias de acordo com as propriedades químicas da sua matriz: aerogéis inorgânicos, aerogéis orgânicos, aerogéis híbridos e aerogéis compósitos.
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① Preparação da amostra: selecionar amostras representativas e efetuar o pré-tratamento necessário, como moagem, dissolução e diluição da amostra, para garantir a representatividade e a operacionalidade da análise.
② Métodos de análise: Geralmente, recorrem-se a vários instrumentos, como espetroscopia de infravermelho, espetroscopia de ressonância magnética nuclear, GC-MS, PY-GC-MS, ICP, IC, HPLC, XPF e GPC.
③ Ensaio instrumental: de acordo com o método de análise selecionado, preparar e ajustar os instrumentos e equipamentos correspondentes e efetuar a calibração, para garantir a precisão e a estabilidade do instrumento.
④ Medição de amostras: verificar os resultados da análise sob vários aspetos, combinando análise espectral, métodos comuns de química básica e verificação de características relacionadas.
⑤ Processamento de dados: efetuar o processamento dos dados brutos medidos, como identificação de picos, integração da área ou da altura dos picos, etc., para obter resultados quantitativos de cada componente.
⑥ Relatório de resultados: com base nos resultados da análise, avaliar e explicar os componentes medidos do material, determinar o seu teor, pureza ou outros indicadores relacionados e elaborar um relatório.
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A análise qualitativa de polímeros e aditivos orgânicos requer métodos de deteção espetrais (infravermelho, ressonância magnética nuclear, absorção ultravioleta, etc.);
Os elementos inorgânicos podem ser analisados por microscopia eletrónica/espectroscopia de energia dispersiva de raios X, espetrómetro de fluorescência de raios X, espetrometria de emissão por plasma, etc.;
Para a análise qualitativa de compostos inorgânicos, podem utilizar-se métodos como infravermelho, Raman ou difração de raios X;
A análise quantitativa de amostras pode ser realizada por análise química ou por espetroscopia de absorção atómica e espetroscopia de emissão por plasma.
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A condutividade térmica é o índice de ensaio mais importante dos produtos de isolamento compósito de aerogel e uma das bases da sua classificação.
Os requisitos de desempenho de combustão dos produtos de isolamento composto de aerogel do tipo I não podem ser inferiores ao nível B1 (C), e os requisitos de desempenho de combustão dos produtos de isolamento composto de gel dos tipos II, III e IV não podem ser inferiores ao nível A (A2).
Em termos do índice de variação linear permanente por aquecimento, os produtos de isolamento composto de gel tipo I, tipo II e tipo III devem ter variação não inferior a -2,0%, enquanto os produtos de isolamento composto de gel tipo IV devem ter variação não inferior a -5,0%.
A taxa de perda de massa por vibração não deve ser superior a 1.0%.
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