Carboximetilcelulose hidrofobicamente modificada e sua aplicabilidade em fluidos de perfuração

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lima, Bruna Luiza Batista de
• Orientador(a): Balaban, Rosangela de Carvalho
• 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: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Química; Carboximetilcelulose; Dodecilamina; Amida; Fluido de perfuração aquoso; Fluido de perfuração não-aquoso
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/51945

Os polímeros extraídos de fontes renováveis, como os polissacarídeos, têm atraindo interesse cada vez maior da academia e da indústria, com o intuito de obter produtos aplicáveis em formulações diversas, como na liberação controlada de fármacos, espessantes em alimentos e cosméticos, ou até como aditivos em fluidos de perfuração. Na indústria do petróleo, em especial, o desenvolvimento de novos fluidos de perfuração que possuam características similares aos fluidos de perfuração sintéticos convencionais, mas que atendam às exigências ambientais, vem atraindo a atenção de pesquisadores. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo a obtenção e caracterização de carboximetilcelulose (CMC) hidrofobicamente modificada e a avalição do seu potencial de aplicação em fluidos de perfuração aquosos e nãoaquosos (à base de olefina) como modificadores reológicos. A obtenção dos produtos foi feita a partir da reação entre os grupos ácido carboxílico da CMC e grupo amino da dodecilamina, via acoplamento por carbodiimida. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho, ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), titulação condutimétrica, teste de solubilidade, potencial zeta, espalhamento de luz dinâmico (DLS), medidas reológicas e microscopia confocal. Os espectros no infravermelho e RMN ¹H dos derivados apresentaram sinal característico do grupo amida, comprovando que houve a reação de amidação. Através do teste solubilidade, foi observado que os derivados de CMC, diferentemente do precursor, apresentaram turbidez em água, em função dos grupos hidrofóbicos inseridos nas cadeias de CMC, que se associam em meio polar. Esse comportamento resultou em maiores valores de diâmetro hidrodinâmico para os derivados em água, como observado por DLS. As medidas reológicas em água também corroboraram com os dados de DLS, sendo a viscosidade dos derivados maior que a da CMC. A adição de sal ao meio aquoso resultou em viscosidades ainda maiores para os produtos. Microscopia confocal mostrou que a emulsão feita com o derivado da CMC foi mais estável quando comparada a uma emulsão com um produto comercial (BDF-990). Os testes em fluidos de perfuração aquosos e não-aquosos em condições de alta temperatura e alta pressão foram realizados avaliando medidas de viscosidade e propriedades de filtração. Nos ensaios em fluidos aquosos, o derivado apresentou viscosidade próxima à da CMC e volume de filtrado menor, tanto em condições de baixa temperatura e baixa pressão, quanto em condições de alta temperatura e alta pressão. Para os ensaios em fluidos de perfuração não-aquosos, o polissacarídeo derivado apresentou maiores valores de viscosidade e menores valores de volume de filtrado em comparação a um produto comercial utilizado na indústria do petróleo (BDF-990). Sendo assim, os derivados hidrofóbicos de CMC apresentaram-se como boas alternativas de uso em fluidos de perfuração aquosos e não-aquosos, tanto pelo desempenho melhorado, como por serem produtos de fonte renovável.