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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/71665| Tipo: | Tese |
| Título: | Síntese e características tribológicas de lubrificantes de base biológica obtidos a partir dos óleos de pequi, soja e mamona |
| Autor(es): | Ribeiro Filho, Paulo Roberto Campos Flexa |
| Orientador: | Cavalcante Júnior, Célio Loureiro |
| Coorientador: | Luna, Francisco Murilo Tavares de |
| Palavras-chave: | Tribologia;Óleos vegetais;Esterificação;Epoxidação;Abertura do anel oxirano;Óleos lubrificantes;Óleo de soja;Óleo de mamona |
| Data do documento: | 2023 |
| Citação: | RIBEIRO FILHO, Paulo Roberto Campos Flexa. Síntese e características tribológicas de lubrificantes de base biológica obtidos a partir dos óleos de pequi, soja e mamona. 2023. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
| Resumo: | A demanda por lubrificantes de base biológica cresceu consideravelmente nos últimos anos devido ao aumento da consciência ambiental entre o público, governos e indústrias. Neste estudo utilizou-se os óleos de pequi, soja e mamona como base para obtenção de biolubrificantes. A partir do óleo de pequi obteve-se um biolubrificante através das rotas de hidrólise (AGLP, Ácidos Graxos Livres de Pequi) e esterificação (BLS, Biolubrificante Sintetizado) utilizando um álcool de cadeia longa (2-etilhexanol). As reações de hidrólise (AGLS, Ácidos Graxos Livres de Soja), esterificação (BL1), epoxidação (BL2) e abertura do anel oxirano (BLOR) usando o 2-etilhexanol foram utilizadas para obtenção de biolubrificantes a base de óleo de soja. Enquanto que para as amostras a base de ácidos graxos de óleo de mamona (AGLM, Ácidos Graxos Livre de Mamona) foram empregadas as rotas de esterificação (ERIC), epoxidação (EPOXIRIC) e abertura do anel oxirano usando água (ORWATER,) e 2-etilhexanol (OR2EHRIC) como agentes nucleofílicos. Os produtos das reações foram caracterizados via análise Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). As principais propriedades físico-químicas foram determinadas de acordo com métodos padrão ASTM. As características friccionais das amostras foram obtidas através de testes tribológicos realizados em um tribômetro de quatro esferas. Um lubrificante mineral hidrotratado (HMO) foi utilizado como referência para avaliar o comportamento tribológico dos biolubrificantes a base de óleos de pequi e soja. Para comparação das características tribológicas das amostras à base de óleo de mamona utilizou-se o óleo mineral 20W50. O resultado alcançado para o coeficiente de atrito da amostra de BLS foi 30,7% menor do que a amostra de HMO. Os diâmetros das cicatrizes de desgaste (WSD) foram de 0,371 mm para BLS e 0,195 mm para HMO. As amostras sintetizadas a partir do óleo de soja apresentaram baixos coeficientes de atrito em todas as velocidades de deslizamento avaliadas, mesmo com o aumento da força de carregamento e da temperatura. Entre os biolubrificantes a base de óleo de mamona, o ORWATER apresentou o melhor desempenho friccional mostrando uma taxa de desgaste equivalente e coeficiente de atrito 19,74% menor que o óleo mineral 20W50. Os desempenhos tribológicos indicaram que as amostras de base biológica obtidas a partir do óleo de pequi, soja e mamona podem ser potencialmente utilizadas como óleo base lubrificante. |
| Abstract: | The demand for bio-based lubricants has grown considerably in recent years due to increasing environmental awareness among the public, governments, and industries. In this study, pequi, soybean and castor oils were used as a basis for obtaining biolubricants. From pequi oil, a sample of bio-based lubricant was obtained through hydrolysis (AGLP, Pequi Free Fatty Acids) and esterification (BLS, Synthetic Biolubricant) routes, using a long-chain alcohol (2-ethylhexanol). The hydrolysis (AGLS, Soybean Free Fatty Acids), esterification (BL1), epoxidation (BL2) and oxirane ring opening (BLOR) reactions using 2-ethylhexanol were used to obtain soybean oil-based biolubricants. While for samples based on castor oil fatty acids (AGLM, Castor Free Fatty Acids) the esterification (ERIC), epoxidation (EPOXIRIC) and oxirane ring opening routes using water (ORWATER) and 2-ethylhexanol (OR2EHRIC) were used as nucleophilic agents. The reaction products were characterized via Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) analysis. The main physicochemical properties were determined according to standard ASTM methods. The frictional characteristics of the samples were obtained through tribological tests performed on a four-ball tribometer. A hydrotreated mineral lubricant (HMO) was used as a reference to evaluate the tribological behavior of biolubricants based on pequi and soybean oil. To compare the tribological characteristics of samples based on castor oil, 20W50 mineral oil was used. The result achieved for the coefficient of friction of the BLS sample was 30.7% lower than that of an HMO sample. Wear scar diameters (WSD) were 0.371 mm for BLS and 0.195 mm for HMO. The samples synthesized from soybean oil showed low coefficients of friction at all evaluated sliding speeds, even with an increase in load force and temperature. Among the samples based on castor oil, ORWATER showed the best frictional performance, showing an equivalent wear rate and a coefficient of friction 19.74% lower than mineral oil 20W50. Tribological performances indicate that bio-based samples obtained from pequi, soybean and castor oil can potentially be used as lubricant base oil. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71665 |
| Aparece nas coleções: | DEQ - Teses defendidas na UFC |
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