Trabalho Sobre Lubrificantes de base naftênica

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ
UNIOESTE – CAMPUS DE FOZ DO IGUAÇU
CECE - CENTRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIAS EXATAS
ENGENHARIA MECÂNICA
Matheus Telles
Rodrigo Cesar Nepomuceno
RELATÓRIO DE PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E FUNDIÇÃO-
ÓLEOS MINERAIS NAFTÊNICOS
FOZ DO IGUAÇU, 2015
Matheus Telles
Rodrigo Cesar Nepomuceno
RELATÓRIO DE PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E FUNDIÇÃO-
ÓLEOS MINERAIS NAFTÊNICOS
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Processos de Conformação e fundição, no Curso de Engenharia Mecânica, na Universidade Estadual do Oeste do Paraná.
Prof. Aline Elly Treml
Foz do Iguaçu 
2015
RESUMO
Foi abordada neste relatório a importância da lubrificação em mecanismos, processos de usinagem e conformação, sendo que foi dado ênfase aos lubrificantes de óleos naftênicos, com isso foi estudado a suas características, o seu comportamento a dadas solicitações, a sua aplicação, a diferença entre outros tipos de óleos lubrificantes e as vantagens e desvantagens.
Palavras-chaves: óleos naftenicos, solicitações, aplicação.
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO 6 
2 DESENVOLVIMENTO 7
2.1 FUNÇÃO DO LUBRIFICANTE 7
2.2 OBTENÇÃO DO ÓLEO NAFTENICO 7
2.3 COMPOSIÇÃO QUÍMICA 8
2.3.1 CICLOALCANOS 9
2.4 CARACTERÍSTICAS 10
2.4.1 VISCOSIDADE 10
2.4.2 ÍNDICE DE VISCOSIDADE 10 
2.4.3 PONTO DE FULGO 11
2.4.4 NÚMERO DE NEUTRALIZAÇÃO 11
2.4.5 RESIDUOS DE CARBONO 11
2.4.6 EMULSIVIDADE 11
2.4.7 COR 12
2.4.8 OLEOSIDADE 12
2.4.9 RESISTENCIA A OXIDAÇÃO 12
2.4.10 PONTO DE FLUIDEZ 12
2.5 UTILIZAÇÃO 13
2.6 CLASSIFICAÇÃO DOS ÓLEOS NAFTÊNICOS 13
COMPARAÇÃO ENTRE ÓLEOS NAFTENICOS E BÁSICOS 15
3 ESTUDO DE CASO 16
3.1CARACTERIZAÇÃO 16
RESULTADOS E DISCUSSÕES 17
3.3 ANÁLISES TERMOGRAVÍMETRICAS 19
3.4 CONCLUSÃO 22
4 CONCLUSÃO 24
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 25
1 INTRODUÇÃO
A conservação da forma geométrica de elementos, isto é, para evitar desgaste das superfícies de contato, elementos de maquinas de contato devem ser eficientemente separados através de lubrificantes, para evitar contato metal-metal. 
Essa separação pode ser feita por um filme compacto de óleo com capacidade de suportar efeitos da lubrificação hidrodinâmica. Desses tipos de lubrificantes, foi dado ênfase aos óleos minerais.
Os óleos minerais são os óleos mais comuns para emprego de lubrificação, sendo obtidos do petróleo e, consequentemente a suas propriedades relacionam-se a natureza do óleo cru que lhes deu origem e ao processo de refinação. Os óleos minerais são derivados basicamente de carbono e hidrogênio na forma de hidrocarbonetos, assim óleos de serie naftênicos são basicamente compostos pela formula molecular , para a produção de lubrificantes, o petróleo é submetido inicialmente a topeamento, que é a remoção das frações mais leves e posteriormente a destilação a vácuo, separando-se as diversas frações. 
A fração de óleos lubrificantes é submetida a mais tratamentos, chamados de acabamentos, sendo processo onde busca a remoção de impurezas para conferir as características necessárias ao produto acabado e qualidades especificas aos óleos básicos. Pode-se assim, pela refinação melhorar a resistência a oxidação do lubrificante, reduzir seu ponto de fluidez, aumentar seu índice de fluidez, aumentar seu índice de viscosidade, etc. 
A linha de óleos minerais básicos é diversa e dividida basicamente em três grandes grupos, aromáticos onde não são adequados para fins de lubrificação, e em óleos naftênicos e parafínicos, onde esses dois últimos apresentam características bem peculiares que os indicam para umas aplicações, contra-indicando-os para outras. 
Os óleos naftênicos são compostos por cicloalcanos e podem possuir poucas partes de n-alcanos, é um tipo de óleo onde contém uma elevada proporção de hidrocarbonetos cíclicos, e composto por uma boa viscosidade, um índice de viscosidade ruim, um bom ponto de fulgor e um excelente ponto de fluidez, portanto essas características fazem que os óleos naftênicos sejam em geral aplicados para atuarem em baixas temperaturas.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 FUNÇÃO DO LUBRIFICANTE
Sua principal função é formar uma película onde impede o contato direto de duas superfícies, reduzindo o atrito para diminuir o desgaste, com o passar dos tempos começou a acumular funções como:
Vedação- O lubrificante impede a saída de lubrificantes e a entrada de contaminantes externos.
Proteção contra corrosão- A corrosão é um processo onde o material tende a voltar em seu estado de equilíbrio, onde pode resultar em uma perca de material, assim os lubrificantes com adtivos anti-corrosivos assumem um papel importante, retardando essa oxidação.
Limpeza- Em motores de combustão os lubrificantes podem retirar partículas resultantes de processos de combustão e manter as partículas em suspensão, evitando que se deposite no fundo do cárter, em processos de usinagem, como na furação, o lubrificante é usado para a retirada de cavaco, assim não danificando a ferramenta.
Refrigeração- O lubrificante serve como “ladrão” de calor, onde retira o calor gerado em mecanismo, transferindo este calor para o meio ambiente, exemplo disso é em transformadores, sendo que em transformadores o lubrificante normalmente usado é o óleo naftênico.[4][7]
2.2 OBTENÇÃO DOS ÓLEOS NAFTÊNICOS
O refino do Petróleo para a produção de óleos lubrificantes pode ser sequenciado da seguinte forma: destilação primária, destilação à vácuo, visco redução, craqueamento térmico, craqueamento catalítico, reformação catalítica, coqueamento retardado, hidrocraqueamento, desasfaltação a solvente e produção de lubrificantes.
 O refino do petróleopor todos esses processos desde a destilação até a desasfaltação resultará em Óleos e Resíduos (Pixe), no qual enfatizaremos a obtenção dos óleos.
 Para a produção de uma carga final de óleo lubrificante é necessário ainda que a mistura sofra processos de desaromatização, desparafinação e acabamento. A carga tratada que se tornará óleo lubrificante é proveniente dos gasóleos e do resíduo da destilação à vácuo, ou ainda do óleo desasfaltado. A desaromatização se dá com a adição de solventes (fenol ou furfural), que são colocados em contracorrente conferindo maior estabilidade da viscosidade com a variação da temperatura.[4]
Através da desparafinação, também promovida a partir de solventes do tipo: dióxido de enxofre líquido, propano, ácido cresílico, éter dicloroetílico, fenol e nitrobenzeno, são separados os compostos parafínicos da mistura, obtendo-se óleos com baixo ponto de fluidez. 
Assim, obtendo uma quantidade pequena de parafina no óleo, chega-se a obtenção do óleo naftênico. Abaixo a figura simplifica a obtenção de óleos lubrificantes.[4]
Figura 1. Produção de Óleos básicos
Fonte:< http://www.lubes.com.br/revista/ed05n03.html > acesso em 4 de maio de 2015
2.3 COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Óleos naftênicos são basicamente compostos por cicloalcanos (naftênos), e ainda podem possuir poucas ou nenhuma parte de n-alcanos em sua estrutura.
São caracterizados pela elevada proporção da fração de hidrocarbonetos cíclicos e o conteúdo dos diferentes tipos de hidrocarbonetos varia de um tipo de petróleo para outro, e a quantidade varia após o refino de um processo para outro. Para os óleos básicos, são classificados como naftênicos ou parafínicos, existe uma escala móvel que vai do muito parafínico ao muito naftênico. A classificação é baseada na medição infravermelha do teor parafínico (Cp) e é agrupada da seguinte forma:[7][6]
Cp 42-50% Naftênico
Cp 50-56% Intemrdiario
Cp 56-67% Parafinico
2.3.1 CICLOALCANOS
Cicloalcanos, também denominados ciclanos, cicloparafinas, são hidrocarbonetos cíclicos, isto é, de cadeia fechada, que possuem apenas ligações simples entre seus carbonos. Sua nomenclatura é similar à dos alcanos, porém, com a adição da palavra “ciclo” no início. Sua forma geral pode ser representada por Sendo que “n” representa qualquer valor de números inteiros e positivos (números naturais). Por exemplo, o cicloalcano abaixo é o ciclopentano, que possui 5 carbonos, portanto n = 5; deste modo, a quantidade necessária de hidrogênios será de 2.n=10. Note como isso ocorre observando a estrutura abaixo:
Figura 2: Representação dos Cicloalcanos
Fonte:< http://www.brasilescola.com/quimica/cicloalcanos.htm> acesso em 04 de maio de 2015
Os cicloalcanos que possuem em sua cadeia de 3 a 5 carbonos, são razoavelmente reativos, porém, os que possuem acima de 5 carbonos são bastante estáveis.
Logo abaixo foi representado modelos estruturais de óleos parafínicos e naftênicos, sendo que é possível distingui-los pela característica da cadeia carbônica, sendo os óleos naftênicos de cadeia cíclica com ramificações fechadas.[1]
Figura 3. Composição química do petróleo
Fonte:<http://images.slideplayer.com.br/4/1523253/slides/slide_18.jpg> acesso em 04 de maio de 2015
2.4 CARACTERÍSTICAS 
Os óleos lubrificantes são substancias utilizadas para reduzir o atrito, dissipar o calor, evitar o aumento de temperatura para aumentar a vida útil dos componentes moveis dos motores, as suas principais características são citadas abaixo:
2.4.1 VISCOSIDADE
A viscosidade é uma das propriedades mais importantes dos lubrificantes, ela está relacionada ao atrito do fluido, sendo a resistência do óleo ao escoamento, portanto com uma maior viscosidade, maior a dificuldade de escorrer, assim a viscosidade determina a facilidade em trocas de marcha em tempo frio ou para dar a partida em um motor, também, a partir de uma película de óleo que separa as partes moveis, determina a carga máxima que um mancal suporta, afetando também o calor gerado nos mecanismos e diretamente a potência.[2][3][4]
Figura 4. Demonstração de viscosidade em óleos lubrificantes
Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006.
A viscosidade de um óleo varia com a temperatura, sendo inversamente proporcional a temperatura, com isso com um aumento da temperatura o lubrificante se torna menos viscoso, já com a diminuição da temperatura o óleo se torna mais viscoso. Portanto para se referir a um valor que representa a viscosidade de um óleo deve referir a temperatura em que foi aferida.[2][3][4]
 2.4.2 ÍNDICE DE VISCOSIDADE
O índice de viscosidade (I V) é um valor onde indica a variação da viscosidade em relação a temperatura. Baseiam-se na comparação com as medias comparativas das variações de dois tipos de óleo que foram estabelecidos como padrões, dando-se ao óleo que teve a maior viscosidade quando resfriado e a menor viscosidade na presença de calor, a classificação de zero (óleo aromático). Ao óleo que obteve a maior viscosidade quando aquecido e a menor viscosidade quando resfriado, deu-se a classificação de 100 (óleo parafínico), assim óleos onde indicam valores de I V mais alto, perto de 100, indicam uma variação de viscosidade pequena com uma grande variação de temperatura, hoje existem óleos onde ultrapassam a barreira de 100, chegando a níveis de I V de 250, sendo que existe métodos de determinação do I V para estes casos.[2][3]
Nos óleos Naftênicos, seu índice de viscosidade é considero baixo (50 – 60), ou seja, a sua viscosidade é influenciada drasticamente com a temperatura.
2.4.3 PONTO DE FULGOR
Ponto de fulgor é a temperatura onde desprende os primeiros vapores que se inflamam momentaneamente. Assim é indicado o ponto de evaporação de um óleo a pressão atmosférica. Alguns óleos lubrificantes necessitam ter um ponto de fulgor bem elevado, para evitar o risco de incêndio nas altas temperaturas de trabalho. Os naftênicos têm um ponto de fulgor mais baixo do que parafínicos de viscosidade equivalente[2][3]
2.4.4 NÚMERO DE NEUTRALIZAÇÃO
Os óleos lubrificantes podem apresentar características acidas ou básicas, dependendo de sua origem, processo de refinação, aditivos, deterioração e contaminação. Os óleos podem ter características acidas devido a substancias tais como ácidos orgânicos ou inorgânicos, ésteres, sais de metais pesados e etc.
Já a básica vem de bases orgânicas, assim é obtido o número de neutralização por métodos como Colorimétrico e Potenciométrico.[2][3]
 2.4.5 RESÍDUOS DE CARBONO
Os óleos minerais são misturas complexas de hidrocarboneto que, quando passa por evaporação em altas temperaturas, deixam resíduos carbonosos que trazem inconvenientes aos equipamentos. A percentagem de resíduos de carbono de um óleo é determinada através de métodos e aparelhos onde consistem basicamente em evaporar uma amostra de óleo, não permitindo que o óleo tenha contato com o oxigênio para evitar a combustão. Os naftênicos criam pouco resíduo de carbono, pelo fato de sua quantidade de carbono ser menor que a dos parafínicos.[2][3]
2.4.6 EMULSIVIDADE
 É a capacidade do óleo se misturar com a água. Os naftênicos se caracterizam por ser bons emulsivos.
2.4.7 COR
 A cor normalmente indica a uniformidade do produto. Para isso considera-se uma faixa dentro da qual a cor deve variar para que o produto possa ser identificado pela aparência. Podemos considerar como regra geral que, quanto maior a viscosidade, mais forte é a cor dos básicos. 
Os óleos básicos e os lubrificantes são normalmente identificados pela cor ASTM. Os óleos naftênicos geralmente apresentam cores claras (próximos de 1,0 ASTM ).[2][3]
2.4.8 OLEOSIDADE
 A oleosidade é a propriedade que um lubrificante possui de aderir às superfícies (adesividade) e permanecer coeso (coesividade). Os Naftênicos possuem grande oleosidade, no qual se caracterizam por ter boa oleosidade.[2][3]
2.4.9 RESISTÊNCIA DE OXIDAÇÃO
Osóleos tendem sob a influência de calor e de oxigénio para a oxidação (envelhecimento). O desgaste abrasivo ou corrosivo, tendem ao envelhecimento ou oxidação do óleo, formando depósitos de ácidos, bem como envernizações, resinas e lama, que são em grande parte insolúvel em óleo (tal como o carvão de óleo). Os óleos Naftênicos, tem pequena resistência a oxidação, por isso geralmente são adicionadas antioxidantes em sua composição.[2][3]
2.4.10 PONTO DE FLUIDEZ
Ponto de fluidez seria a menor temperatura onde os óleos lubrificantes fluem, os Óleos Naftênicos possuí baixo ponto de fluidez, devida a baixa quantidade parafínica em sua composição (Carbono Parafínico ou alcanos), no qual possibilita lubrificações a temperaturas baixas, garantindo boa estabilidade a temperaturas baixas.[2][3]
2.5 UTILIZAÇÃO
Os Óleos naftênicos devido as suas propriedades, são usados em uma vasta gama de aplicações, sendo que um dos seus usos mais importantes e conhecido é nos óleos de transformadores, pela sua qualidade que é oferecida para transformadores. Quando comparado aos parafínicos, os naftênicos oferecem um resfriamento superior. Seu baixo Índice de viscosidade, desvantagem para óleos de motores, se transforma em uma vantagem, provendo um melhor fluxo a temperatura elevadas, garantindo uma maior transferência de calor. Além do mais os naftênicos apresentam maior solvência e os produtos oxidantes que são conhecidos como lama, são dissolvidos em maior escala, prevenindo o entupimento.
Os naftênicos são encontrados em tintas de impressoras, em antiglutinantes para fertilizantes, como plastificantes para borrachas, pneus e plásticos, em aplicações anti poeira, como agentes desmoldantes e explosivos. Ultimamente os óleos naftênicos plastificantes estão adquirindo importância na substituição do EAD (extrato aromático destilado). Na Industria de lubrificantes também oferece várias aplicações para os básicos naftênicos. Sendo as mais comuns os fluidos para usinagem (metalworking), fluidos hidráulicos, para refrigeração, para engrenagens industriais e graxas lubrificantes.
Para os fluidos de usinagem, os naftênicos oferecem vantagens, onde para fluidos de base água oferecem melhor estabilidade de emulsão, quando comparado aos parafínicos, onde abre uma vasta janela para emulsões estáveis. Em fluidos integrais, seu baixo Índice de viscosidade combinado com sua alta solvência permite um resfriamento melhor do que os fluidos de base parafínica, visto que sua alta solvência ajuda a dissolver resíduos e contaminantes em que resultam em um melhor acabamento superficial.
Já nos fluidos hidráulicos, são usados como um componente de mistura, fornecendo propriedades especificas a formulação, tais como melhoria na compatibilidade com selos e um bom comportamento a baixa temperatura.
Nas graxas, oferecem vantagens na produção e também na qualidade do produto, tendo como vantagem o menor consumo de sabão, maior solvência de aditivos, menor tendência a mistura, estrutura homogênea do sabão e etc.
Os naftênicos em geral são usados, quando necessitamos produzir lubrificantes para baixas temperaturas. Desvantagem dos naftênicos é sua incompatibilidade com materiais sintéticos e elastômeros (devido à alta quantidade de carbono presente nesses componentes, tendem a reagir com o óleo).[5][
2.6 CLASSIFICAÇÕES DOS ÓLEOS BASICOS
 
Atendendo a necessidade de qualidade a API (American Petroleum Institute) e a ATIEL (Association Technique de L´Industrie Europeanne des Lubrifiants), adotaram um sistema de classificação, com a finalidade de padronizar as especificações de óleos básicos. Assim foram adotados três parâmetros como referência, o teor de enxofre, teor de saturados e o Índice de viscosidade.[7]
Tabela 1: Classificação de óleos básicos
	Grupo API
	Enxofre [%]
	
	Saturados [%]
	Índice de Viscosidade
	Grupo I
	>0,3
	e/ou
	<90
	80-119
	Grupo II
	≤ 0,3
	e
	≥90
	80-119
	Grupo III
	≤ 0,3
	e
	≥90
	≥120
	Grupo IV
	Polialfaolefinas (PAO´s)
	Grupo V
	Outros produtos, incluindo os naftênicos
Fonte:< http://lubgrax.sellcomm.com.br/?p=464> acesso em 04 de maio de 2015
Grupo I – Rota Solvente - Os óleos básicos deste grupo são geralmente produzidos pela rota solvente (processos de extração de aromáticos e desparafinização por solvente, com ou sem hidroacabamento) e são os menos refinados da classificação. São uma mistura, não uniforme, de diferentes cadeias de hidrocarbonetos e são utilizados para formular a maioria dos óleos automotivos.
Grupo II – Hidrorrefino - Os óleos básicos do Grupo II são produzidos por um processo mais moderno denominado de rota hidrorrefino. São muito utilizados para fabricação de óleos para motor. Tem um desempenho adequado em propriedades como volatilidade, estabilidade à oxidação e ponto de fulgor, porém seu desempenho é regular no que se refere a ponto de fluidez e viscosidade a baixa temperatura. 
 Grupo III – Hidroprocessamento e Refino- Os óleos deste grupo são produzidos pelo processo de Hidrodraqueamento e, apesar de não terem modificações químicas especiais, têm excelente desempenho em uma grande variedade de propriedades, como uniformidade molecular e estabilidade. São utilizados para fabricação de óleos lubrificantes sintéticos e semi-sintéticos, produzidos principalmente na Europa e na Ásia.
Grupo IV – Reações Químicas - Os básicos do Grupo IV são obtidos através de reações químicas das matérias-primas sintéticas, como Poli-Alfa-Olefinas (PAOs). 
Esses produtos, combinados com aditivos, oferecem um excelente desempenho dos atributos relacionados à lubrificação. Têm uma composição química estável e cadeias moleculares uniformes.
Grupo V – Neste grupo encontramos os básicos naftênicos, além de ésteres sintéticos e poliolesteres como poli-isobuteno e poli-alquileno. Esses básicos são principalmente utilizados para desenvolvimento de aditivos e em processos petroquímicos[7]
2.7 COMPARAÇÃO ENTRE ÓLEOS NAFTÊNICOS E OUTROS ÓLEOS BÁSICOS
Abaixo segue algumas características dos óleos Naftênicos [7]
Tabela 2: Comparação de óleos naftênicos e três grupos de óleos básicos
	Características
	Unidade
	Método de teste, ASTM
	Naftênico
	Grupo I
	Grupo II
	Grupo III
	Densidade a 15 °C
	kg/dm3
	D 4052
	0.903
	0.872
	0.862
	0.840
	Viscosidade a 40 °C
	mm2/s
	D 445
	29.3
	32.0
	30
	32.2
	Viscosidade a 100°C
	mm2/s
	D 445
	4.3
	5.4
	5.3
	5.9
	Índice de Viscosidade
	-
	D 2270
	5.3
	102
	110
	131
	Ponto de Fulgor
	°C
	D 93A
	176
	214
	209
	221
	Ponto de Fluidez
	°C
	D 97
	-46
	-15
	-15
	-15
	Ponto de Anilina
	°C
	D 611
	77.6
	101
	111
	121.4
	Conteúdo de enxofre
	%
	D 2622
	0.06
	0.5
	<0.01
	<0.01
	Análise do tipo de Carbono
	 
	IR
	
	 
	 
	
	CA (aromático)
	%
	
	16
	6
	0
	0.9
	CN (naftênico)
	%
	
	38.3
	34
	35
	20.9
	CP (parafínico)
	%
	
	45.7
	60
	65
	78.2
Fonte:< http://lubgrax.sellcomm.com.br/?p=464> acesso em 04 de maio de 2015
ESTUDO DE CASO
 DEGRADAÇÃO TÉRMICA E OXIDATIVA DE UM FOSFATO ÉSTER E DE UM ÓLEO NAFTÊNICO
Materiais e Métodos Materiais:
O fosfato éster “tritolil fosfato” (CAS No. 1330-78-5);
Destilado leve de petróleo naftênico hidrotratado (CAS No. 64742-53-6);
3.1 CARACTERIZAÇÕES
A espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) foi realizada em um espectrômetro de Marca VARIAN, modelo 660-IR. Amostras foram coletadas e os espectros registrados a cada 24 horas. O comportamento térmico das amostras foi analisado em uma termobalança Shimadzu, Modelo TGA-50H, de 25 ºC a 800 ºC, massa de amostra de aproximadamente 6 mg, a uma taxa de aquecimento de 10 ºC min-1 , sob fluxo de ar sintético e nitrogênio (vazão 50 mL min-1 ). Os Testes de Oxidação Acelerada (TOA) foram conduzidos em dois sistemas de oxidação desenvolvidos em laboratório. Para avaliação degradação térmica e oxidativa do tritolil fosfato, foram utilizados dois subsistemas, um com borbulhamento de ar a umavazão de 0,5 L min-1 e outro com agitação constante sem borbulhamento de ar, ambos submetidos ao aquecimento em um banho de óleo a uma temperatura 150 °C 5 ° °C, por 96 horas. Para o monitoramento do processo de degradação do composto via FTIR, amostras de 0,5 g foram coletadas e os espectros registrados a cada 24 horas. Para a avaliação de degradação do óleo naftênico foram utilizados três subsistemas ,com borbulhamento de ar (0,5 L min-1) , e aquecimento em banho de óleo a 150 °C 5 °C, por 168 horas (ASTM D2440, 2013). O monitoramento do processo oxidativo foi realizado também por FTIR. Amostras foram coletas e os espectros foram registrados a cada 24 horas. [10]
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Figura 5. FTIR do tritolil fosfato antes do processo de degradação
Figura 6. FTIR do composto tritolil fosfato após o processo de degradação, com e sem borbulhamento de ar, a 150 °C (5 °C), por 96 horas.
De acordo com os resultados apresentados (ver Figuras 1 e 2), pela técnica de FTIR não foi possível observar modificações vibracionais no espectro do tritolil fosfato, para as condições de análise as quais o fosfato éster foi submetido. 	Entretanto, mudanças do potencial hidrogeniônico e da coloração da amostra foram observadas. Após 96 horas de degradação a amostra apresentou-se ácida e a coloração modificou de incolor para amarelo. Para ésteres de fosfato, a literatura aponta os mecanismos de degradação (pirólise, oxidação e hidrólise) levam a formação de fosfatos ácidos, ou seja, derivados do ácido fosfórico, em decorrência das condições ambientais as quais o organofosforado é submetido (presença de umidade no meio e temperaturas de moderada a alta (75 - 175 °C) (Neto et al., 2004, Pedersen e Ronningsen, 2003) [10]
Figura 7. FTIR do óleo naftênico durante o processo de degradação, 168 horas.
Figura 8. FTIR do óleo naftênico durante o processo de degradação, 168 horas. Região espectral de 1900 – 1500 cm-1 extrapolada.
De acordo com os resultados apresentados (ver Figuras 3 e 4) foi possível observar a vulnerabilidade do óleo naftênico à oxidação provavelmente, devido ao ataque eletrofílico do oxigênio atmosférico. Os compostos formados durante o processo oxidativo, em geral, reduzem o bom desempenho do óleo lubrificante, uma vez que ocorre alteração das propriedades físicoquímicas do referido óleo. As reações de oxidação promovem a formação de compostos carbonilados tais como, aldeídos, cetonas, peróxidos, hidroperóxidos, dentre outros, com absorções características na região entre 1700 cm-1 e 1900 cm-1 (Façanha, 2008; Rios et al., 2007). O aumento da absorção no comprimento de onda 1728 cm-1 (C=O) caracteriza a oxidação/degradação do óleo naftênico (Silverstein et al., 2005).
3.3 ANÁLISES TERMOGRAVIMÉTRICAS
Para a avaliação da estabilidade térmica e oxidativa do tritolil fosfato e do óleo naftênico foram realizadas também análises termogravimétricas em atmosfera inerte e oxidativa.
Figura 9. curva termogravimétrica do tritolil fosfato em atmosfera oxidativa (ar sintético).
Figura 10. curva termogravimétrica do tritolil fosfato em atmosfera inerte (nitrogênio).
Figura 11. Curva termogravimétrica do óleo naftênico em atmosfera oxidativa (ar sintético).
Figura 12. Curva termogravimétrica do óleo naftênico em atmosfera inerte (nitrogênio).
De acordo com os resultados de análise termogravimétrica, observou-se que o tritolil fosfato possui uma boa estabilidade térmica e oxidativa, compatível com os resultados para organofosforados (Exxon Mobil Corporation, 2008). Estes compostos possuem uma boa estabilidade térmica devido à forte ligação P-O-Caromático. Quanto ao óleo naftênico, o mesmo não apresentou significativa estabilidade térmica, iniciando suas etapas de oxidação/degradação em torno de 78 e 84 °C (ver Figuras 7 e 8). Os resultados de degradação obtidos por TG-DTG corroboraram com os resultados dos testes de oxidação acelerada (TOA), uma vez que o fluido hidráulico da classe dos fosfatos ésteres apresentou melhor estabilidade térmica e oxidativa quando comparado ao destilado leve de petróleo naftênico hidrotratado. [10]
Tabela 3. Temperatura máxima de decomposição para as amostras.
Os resultados de DTG também corroboraram com os dados de FTIR uma vez que o composto tritolil fosfato apresentou a maior temperatura máxima de degradação.
Tabela 4. Dados de IPDT para as amostras analisadas.
Os resultados para o cálculo do IPDT também evidenciaram a boa estabilidade térmica do tritolil fosfato frente ao óleo naftênico. O fosfato éster foi a amostra que apresentou os maiores valores para o referido cálculo. Desta forma, pode-se inferir que os fosfatos ésteres são ótimas opções como fluidos hidráulicos para a indústria de máquinas pesadas uma vez que possuem elevada estabilidade térmica e oxidativa, e assim, conseguem manter suas propriedades físicoquímicas por mais tempo e consequentemente, atuam de forma eficaz por um tempo mais prolongado. [10]
3.4 CONCLUSÃO
A avaliação da estabilidade térmica e oxidativa dos fluidos tritolil fosfato e óleo naftênico nos permite concluir que o fosfato éster possui uma melhor estabilidade quando comparado ao óleo naftênico. Deve-se inferir ainda que a obtenção dos parâmetros Tmax e IPDT também contribuiu sobremaneira para diagnosticar o comportamento térmico dos fluidos em questão. [10]
CONCLUSÃO
A principal função de um lubrificante é a formação de uma película que impede o contato direto entre partes de duas superfícies, assim diminui o atrito e o desgaste das superfícies, diminui e distribui os choques entre as superfícies, e além de acumular funções como proteção a corrosão, vedação, transferência de calor e etc.
Os óleos minerais são originados de petróleo crus e beneficiados através de refinação. As propriedades e qualidades destes óleos lubrificantes dependem da proveniência e da viscosidade do petróleo cru, dos óleos minerais temos um dos seus produtos os óleos minerais naftênicos.
Os óleos naftênicos, são basicamente compostos por cicloalcanos e ainda podem possuir poucas ou nenhuma parte de n-alcanos em sua estrutura, a sua composição química traz a ele características bem peculiares, onde possui uma boa viscosidade, um baixo índice de viscosidade comparado com os óleos parafínicos, um baixo ponto de fulgor, poucos resíduos de carbono e um baixo ponto de fluidez, com isso os óleos naftênicos são indicado em geral para serem lubrificantes que atuem em uma baixa temperatura, por isso não e indicado para motores de combustão por exemplo, mas muito usado em engrenagens e transformadores e também um importante papel na substituição do EAD( extrato aromático destilado).
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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