ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Síntese de Aditivo de Lubricidade a partir do LCC
AUTORES: ABREU,K.V. (UECE) ; OLIVEIRA,L.D.M. (UFC) ; LUNA,F.M.T. (UFC) ; SOUSA,M.R. (UECE) ; BRANDÃO,M.G.A. (UECE) ; ARAUJO, A.S (UFC) ; MAZZETTO, S.E. (UFC)
RESUMO: A lubrificação é decorrente principalmente da quantidade de enxofre e compostos aromáticos presentes no diesel. Devido aos malefícios causados pelos compostos sulfurados, as Organizações de Proteção ao Meio Ambiente vem regulamentando o teor de enxofre nos combustíveis causando uma redução na lubricidade do diesel.Objetivando a diminuição do desgaste das superfícies metálicas do motor aliado a adequação dos processos sintéticos ecologicamente limpos/renováveis, este trabalho visa à síntese, caracterização e funcionalidade de um aditivo, da classe dos organofosforados, com características de lubricidade, tendo com precursor o Cardanol, produto majoritário da destilação do Líquido da Casca da Castanha de Caju-LCC. O aditivo sintetizado apresentou resultados excelentes em baixas concentrações.
PALAVRAS CHAVES: organofosforado, lubricidade e cardanol
INTRODUÇÃO: A lubrificação do diesel é decorrente principalmente da quantidade de enxofre e compostos aromáticos presentes neste combustivel. Devido aos malefícios causados pelos compostos sulfurados, as Organizações de Proteção ao Meio Ambiente vem regulamentando o teor de enxofre nos combustíveis causando uma redução na lubricidade do diesel. Para corrigir a deficiencia de lubrificação faz-se necessária o uso de aditivos de lubricidade sintetizado a partir de matéria-prima, com características renováveis e biodegradáveis, atendendo as exigências internacionais com relação à defesa e preservação do meio ambiente, passa a ser um grande atrativo comercial/ecológico. As vantagens desse trabalho não se limita exclusivamente a obtenção de produtos ecologicamente corretos, mas sim a agregação de valor a um subproduto proveniente do agronegócio do caju, matéria-prima de grande abundância na região nordeste do país responsável por cerca de 200.000 empregos.
MATERIAL E MÉTODOS: O LCC foi inicialmente destilado (250°C) sob pressão reduzida e posteriormente foi submetido a uma coluna utilizando como adsorvente sílica gel e hexano como eluente. As frações coletadas foram analisadas em cromatografia em camada delgada (CCD) e reunidas de acordo com o grau de pureza, coletando a segunda fração eluida da coluna, de coloração avermelhada que corresponde ao cardanol (principal constituinte do LCC destilado). Em seguida o cardanol foi hidrogenado utilizando catalisador de níquel-Raney, com pressão de 4 Kgf/cm2, uma temperatura de 170 ºC e por um período de 5 horas. O produto obtido foi purificado em coluna cromatográfica de sílica gel utilizando hexano como eluente, onde coletou-se o cardanol saturado (3-n-pentadecil fenol ou 3-PDF) na segunda fração eluida, de coloração amarelada e rendimento de 70%. A reação entre o 3-PDF e o ligante fosforado (oxicloreto de fósforo) em hexano, foi realizada sob refluxo a 60°C e agitação constante numa relação estequiométrica de 3:1 no período de 3 horas. O produto obtido foi purificado em coluna cromatográfica de sílica gel utilizando hexano como eluente, originando um óleo de coloração amarelada que foi caracterizado por um conjunto de técnica experimentais (RMN 1H, 12C, 31P, infravermelho, CG/MS) que revelaram a pureza do mesmo. O produto obtido, Tri-3-n-pentadecilfenol fosfato, foi submetido aos testes de lubricidade, estabilidade térmica e oxidativa.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Considerando os resultados pertinentes a obtenção do cardanol hidrogenado, deve-se ressaltar o bom rendimento (70%) obtido via separação por coluna cromatográfica empregando sílica gel e hexano. As técnicas experimentais empregadas (RMN 13C, 1H e 31P, CG/EM, IV) foram adequadas para a caracterização do composto, não restando nenhuma dúvida no que se refere a obtenção e graus de pureza. Considerando que o ambiente onde o aditivo irá exercer sua funcionalidade é governado por altas condições térmicas (temperatura inicial na câmara de combustão = 120 oC), a estabilidade térmica do composto apresentando-se dentro da faixa da temperatura de degradação. O primeiro evento ocoorreu em 315 ºC com perda de 30% da massa, o segundo em 375 ºC com perda de 40% da massa e o ultimo evento em 525 ºC com perda de 20% de massa. O óleo aditivado na concentração de 1 e 2 % apresentou diminuição no índice de acidez de 8,5 para 6,0 (mg NaOH/g amostra) evidenciando o potencial antioxidante do composto, especialmente no que se refere à relação custo/benefício, fator importante na escolha de um aditivo.A análise do potencial lubrificante revelou diminuição no desgaste das esferas cobertas com os óleos aditivados. O óleo sem aditivo apresentou um desgaste de 780 µm enquanto o óleo aditivado apresentou 460 e 350µm para concentração de 1 e 2% respectivamente.
CONCLUSÕES: A obtenção do precursor da síntese (3-n-pentedecilfenol) apresentou bom rendimento (70%), além de ser uma rota que privilegia os processos ecologicamente corretos, oriundo de fonte renovável e biodegradável. As técnicas experimentais utilizadas revelaram a obtenção do composto desejado com alto grau de pureza. Os teste de análise térmica, estabilidade termo-oxidativa e lubricidade apresentanram resultados satisfatórios, com possibidades de serem utilizados comercialmentes.
AGRADECIMENTOS: CAPES, PETROBRAS, CNPq, FUNCAP.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1)Mitchell, K.; Diesel Fuel Lubricity – Base Fuel Effects. SAE International: Diesel and Gasoline Performance and Additives 2001. Flórida, USA, 2001.
2)Bernasconi, C., et al. Lubricity Properties of Diesel Fuels and Their Improvements by Using Lubricity Additives. IASH 2000, the 7th International Conference on Stability and Handling of Liquid Fuels. Graz, Áustria, 2000.
3)Dantas, T.N.C.; Dantas, M.S.G.; Neto, A.A.D.; Ornellas, C.V.D.; Queiroz, L.R.; Fuel, 82, 1465, 2003.
4)Tyman, J.H.P.; Mehet, S.K.; Chemistry and Physics of Lipids, 126, 177, 2003.
5)http://www.seagri.ce.gov.br/Cajucultura.htm, acesso em Março de 2007.
6)http://www2.uerj.br/~clipping/janeiro04/d18/commercio_caju.htm, consulta em Novembro de 2006.
