Desenvolvimento de novos biolubrificantes hidráulicos derivados dos óleos de maracujá e de moringa in natura e epoxidados

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Silva, Maria Susana
• Orientador(a): Dantas Neto, Afonso Avelino
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biolubrificantes; Epoxidação in situ; Lubrificação limítrofe; Óleo de maracujá; Óleo de moringa
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19767

O aumento da consciência ambiental, maximizando a biodegradabilidade e minimizando a ecotoxicidade, é a força motriz principal para os novos desenvolvimentos tecnológicos. Deste modo, os lubrificantes biodegradáveis utilizados em áreas ambientalmente sensíveis podem ser mais explorados. O objetivo desse trabalho foi obter novos biolubrificantes a base de óleo de maracujá (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Degener) e de moringa (Moringa oleifera Lamarck), in natura e epoxidados e otimizar o uso de um novo pacote de aditivos atraves da metodologia de planejamento experimental para sua utilização como fluido hidráulico. Na primeira etapa do trabalho foi realizada a otimização do processo de epoxidação dos óleos utilizando o planejamento experimental fracionado 24-1 , variando a temperatura, tempo de reação, razão molar de ácido fórmico e a razão molar de peróxido de hidrogênio. Em seguida, foi investigada a seletividade, termodinâmica e a cinética da obtenção dos dois epóxidos a 30, 50 e 70 °C. Os resultados dessa primeira etapa confirmaram que para a epoxidação do óleo de maracujá são necessárias 3 horas de reação, 30 °C e uma razão H2O2/C=C/HCOOH (1:1:1) e para o óleo de moringa foram necessárias 3 horas de reação, 30 °C e uma razão de H2O2/C=C/HCOOH (1:1:1,5). Os resultados das conversões finais foram iguais a 83,09% (±0,3) para o epóxido de óleo de maracujá e 91,02% (±0,4) para o epóxido do óleo de moringa. Em seguida, foi feito o planejamento experimental fatorial 23 para avaliar quais as melhores concentrações do inibidor de corrosão e antidesgaste (IC), antioxidante (BHA) e extrema pressão (EP). Os biolubrificantes obtidos nessa etapa foram caracterizados segundo as normas DIN 51524 (Part 2 HLP) e DIN 51517 (Part 3 CLP). O processo de epoxidação dos óleos foi capaz de melhorar a estabilidade oxidativa e diminuir o índice de acidez total quando comparados aos óleos in natura. Em termos de desempenho físico-químico como lubrificantes, o melhor fluido foi o epóxido do óleo de moringa aditivado (EMO-ADI), seguido do epóxido do óleo maracujá aditivado (EMA-ADI) e, por último, o óleo de maracujá in natura sem aditivos (OMA). Para finalizar, foi feita a investigação de seus comportamentos tribológicos sob condições de lubrificação limítrofe. O desempenho tribológico dos lubrificantes desenvolvidos foi analisado em um equipamento HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) e através da medição do coeficiente de atrito, que ocorre durante o contato e a formação do filme lubrificante, durante o ensaio. O desgaste foi avaliado através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se que, em todos os ensaios, foi formado um filme lubrificante e que a adição de EP e IC nas bases vegetais de óleo de maracujá e moringa in natura não ocasionou uma redução significativa no desgaste. Os biolubrificantes desenvolvidos a partir de óleo de maracujá e moringa modificados via epoxidação apresentaram propriedades tribológicas superiores aos fluidos comerciais testados, mostrando serem potenciais lubrificantes para substituição dos fluidos comerciais de base mineral.