[ca] Els aerogels són materials molt porosos que contenen una gran quantitat d'aire al seu interior i tenen una densitat molt baixa (aproximadament 0,1 g/cm3 ). A causa de les seves baixa densitat, gran àrea específica i baixa conductivitat tèrmica, s'utilitzen en moltes aplicacions com aïllants tèrmics, filtres de partícules, envasos i suports per a catalitzadors. Els aerogels inorgànics tendeixen a ser fràgils, cosa que ha portat a la generació d'aerogels basats en polímers amb propietats similars a les escumes polimèriques. No obstant això, la majoria dels polimèrs provenen del petroli, fet que ha estimulat un gran esforç de recerca per trobar alternatives naturals. Els polisacàrids i les proteïnes són dues famílies de biopolímers que han tingut un gran èxit en la investigació com a precursors naturals d'aerogels per crear alternatives viables que substitueixin materials més contaminants basats en el petroli, com ara el poliestirè expandit o les escumes de poliuretà. Els polisacàrids, com la cel·lulosa, s'han fet servir en moltes aplicacions que requereixen estructures poroses, no tòxiques i biodegradables. Les proteïnes poden ser d'origen animal, com la gelatina, o vegetal, com la proteïna de la clara d'ou, la proteïna de soja i la zeïna de blat de moro. L'ús de proteïnes com a precursors d'aerogels està motivat per les característiques de biodegradabilitat i biocompatibilitat. L'ús de polímers com a precursors de l'aerogel produeix un augment de la inflamabilitat del material i això és una limitació per a les aplicacions que requereixen resistència al foc. Per augmentar la resistència al foc dels aerogels polimèrics, cal afegir càrregues i/o retardants de flama. En aquest projecte, prenent la gelatina com a polímer de base biològica, es realitzaran diferents composicions barrejant-la amb montmorillonita i àcid tànnic com a agent reticulant, amb l'objectiu final de trobar un equilibri en les propietats que les faci aptes per a aplicacions industrials. Per tant, la composició final ha d'oferir bones propietats mecàniques, tèrmiques i de resistència al foc alhora. La caracterització dels aerogels es fa amb diferents instruments: viscosímetre Ubbelhode, FTIR, conductivitat tèrmica, resistència a la compressió, absorció d'humitat, anàlisi termogravimètrica i calorimetria de con. La conductivitat tèrmica de l'aerogel que conté àcid tànnic, argila i gelatina va augmentar alhora en comparació amb l'aerogel de gelatina pura, de 0,037 W/m∙K a 0,046 W/m∙K. Les propietats mecàniques també van augmentar, tant en termes de mòdul de Young com de límit elàstic, en comparació de l'aerogel de gelatina bàsica en presència d'àcid tànnic. La presència d'àcid tànnic i argila millora l'estabilitat tèrmica del material i disminueix la taxa de degradació tèrmica. Per acabar, a causa de la característica intumescent d'aquests dos materials, va ser possible disminuir el pic d'alliberament de calor, la inflamabilitat del material i el temps d'ignició. En conclusió, l'addició d'àcid tànnic com a reticulant i d'argila com a reforç va permetre augmentar simultàniament les propietats tèrmiques i mecàniques i la resistència al foc.

[en] Aerogels are highly porous materials that contain a large amount of air inside and have a very low density (approximately 0,1 g/cm3 ). Due to their properties of low density, large specific area and low thermal conductivity, they are used in many applications such as heat insulators, particle filters, packing and catalyst supports. Inorganic aerogels tend to be brittle which has led to the generation of polymer-based aerogels with properties similar to polymeric foams. However, most of the raw materials of polymer-based aerogels are petrol-based which has stimulated a great research effort to find natural alternatives for these polymers. Polysaccharides and proteins are two families of biopolymers that have met with great success in research as natural precursors of aerogels for making viable alternatives to replace more pollutant petroleum-based materials such as expanded polystyrene or polyurethane foams, among others. Polysaccharides,such as cellulose, have been used in many applications requiring porous, nontoxic and biodegradable structures. Proteins can be either of animal origin, such as gelatine, or plant origin, such as egg white protein, soy protein or corn zein. The use of proteins as aerogel precursors is motivated by their biodegradability and biocompatibility characteristics. The use of polymers as aerogel precursors produces an increase in the flammability of the material and this is a limitation for applications requiring fire resistance. To increase the fire resistance of polymer aerogels, it is necessary to add fillers and/or flame retardants. In this project taking gelatine as bio-based polymer, different compositions will be made by mixing it with montmorillonite and tannic acid as crosslink agent with the final aim of finding a balance in properties that make them suitable for industrial applications. Therefore, the final composition must offer good mechanical, thermal and fire resistance properties at the same time. The characterisation of the material is done with various instruments: Ubbelhode viscometer, FTIR, thermal conductivity, compressive strength, moisture absorption, thermogravimetric analysis and cone calorimetry. The thermal conductivity of the aerogel containing tannic acid, clay and gelatine at the same time increased as compared to the pure gelatine aerogel, from 0.037 W/m∙K to 0.046 W/m∙K. Mechanical properties also increased, both in terms of Young's modulus and yield strength, as compared to basic gelatine aerogel when tannic acid is present. The presence of tannic acid and clay improved the thermal stability of the material and decreased the rate of thermal degradation of the aereogel. Finally, due to the intumescent characteristic of these two materials, it was also possible to decrease the peak heat released, the flammability of the material and the ignition time. In conclusion, the addition of tannic acid as a crosslinker and clay as a filler made it possible to increase both thermal and mechanical properties and fire resistance simultaneously.