Avaliação das propriedades tribológicas de formulações compostas de óleos vegetais e polialquilenoglicóis aditivadas com ZDDP
[thesis]
Clarissa Oliveira
Agradecimentos Ao Pai Celestial por me conceder a vida e a sabedoria necessárias para o desenvolvimento deste trabalho. Durante o desenvolvimento desse trabalho algumas pessoas foram muito importantes, começando por Natal-RN, agradeço com todo carinho ao meu querido e eterno orientador, Prof. Dr. João Telésforo Nóbrega de Medeiros e sua adorável esposa Dra. Rosângela Lula de Medeiros, eles foram essenciais. Agradeço também a toda minha Família e mais especialmente as minhas Tias, Inô e
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... e aos meus queridos Avós, por todas as orações e palavras de apoio. Em São Carlos-SP, fui acolhida com todo carinho por duas vizinhas queridas Anna Lúcia e Vanda e as agradeço de todo meu coração. Este agradecimento se estende aos seus filhos Anna Cláudia, Anna Cristina, Cadu e Luck e aos seus maridos Roque e Paulo. À minha, também muito querida, orientadora Professora Dra. Lauralice, principalmente pela confiança e incentivo. Às minhas companheiras de casa, Camila e Gabriele, as minhas Amigas da pósgraduação Lucíola, Tamires, Adriane, Drielly, muito obrigada. À minha companheira de pós-graduação e amiga Rosa Simêncio, por todo apoio e paciência. À Sirlene e Victor, funcionários da Pós-graduação, que me ajudaram a levar o curso à distância, sempre me lembrando das matrículas e documentações. No Centro Tecnológico da Marinha do Brasil, contei com a colaboração e incentivo de várias pessoas, a começar pelo Contra-Almirante Luciano Pagano, pela oportunidade de continuação e conclusão deste trabalho, muito obrigada. Agradeço também ao meu superior militar, Capitão-de-Fragata Winderson e ao Capitão-de-Corveta Farina. Aos Funcionários Civis e colegas do Laboratório de Materiais, principalmente aos chefes Ricardo Gomide, Pedro Carlos e Selma Luiza; Aos Funcionários da OFCOM, principalmente Alessandro, Egildo, e ao Tenente Ivan; À Dow Química, por ter acreditado no trabalho, principalmente aos Funcionários Abel Oliveira e Rinaldo Guesse; Aos Funcionários da Schaeffler Group Ricardo Cumino, Gilvan Silva e Wander Silva, pelo material cedido e pelas análises de MEV; Aos Técnicos/Doutores do Laboratório de Ressonância Magnética Nuclear da UNESP, Nivaldo e Lucinéia, pelas análises de RMN; Ao Professor Dr. Lalgudi V. Ramanathan e ao técnico Olandir, do Laboratório de Corrosão do IPEN, pelas análises de DSC; Muito Obrigada. Resumo OLIVEIRA, C.D.M. Avaliação das propriedades tribológicas de formulações compostas de óleos vegetais e polialquilenoglicóis aditivadas com ZDDP. 119p. Dissertação Os lubrificantes a base de óleo vegetal surgem como uma alternativa ao uso de lubrificantes minerais, em virtude da crescente busca pela preservação do meio ambiente. O presente trabalho avaliou o desempenho tribológico de óleos vegetais misturados a Polialquilenoglicóis (PAG) e os comparou com óleos minerais, sendo ambos, as misturas e os óleos minerais, classificados nos graus ISO 150 e 220. Foram testadas formulações de óleo de mamona + PAG (ISO 68), óleo de mamona + PAG (ISO 150), óleo de soja + PAG (ISO 680) e óleo de soja + PAG (ISO 680), nas proporções 65/32, 80/17, 50/47, 38/59, respectivamente, aditivadas com 3% de ZDDP, aditivo Extrema Pressão. Tais formulações foram previamente determinadas com base na viscosidade das misturas a 40°C. Foi traçado o perfil de viscosidade de todas as misturas e foram feitas análises de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), para caracterização das mesmas. Além destas formulações, para efeito de comparação, foram testados óleos minerais ISO 150 e ISO 220, óleo de mamona puro e óleo de soja puro. O desempenho das formulações em relação ao atrito e ao desgaste foi avaliado por meio de ensaios de HFRR (High Frequency Reciprocating Rig), com carga de 10 N, frequência de 20 Hz e 60 minutos de duração, todos em duplicata. A temperatura do banho de óleo foi mantida em 50 ± 5°C. Os corpos-de-prova, de aço AISI 52100, foram analisados em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) após cada ensaio. A formulação de óleo de mamona + PAG (150) + ZDDP apresentou os melhores desempenhos em termos de atrito e desgaste quando comparadas com o óleo mineral 220. Palavras-chave: Óleos Vegetais, Polialquilenoglicóis, ZDDP, Lubricidade. Abstract OLIVEIRA, C.D.M. Evaluation of tribological properties of vegetable oil based formulations contained polyalkyleneglycols and ZDDP. 119p. Dissertação (Mestrado). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. The biobased lubricants from vegetable oils arise as an alternative to the petroleum-based ones because of increasing search for the environment preservation. In this work, the tribological performance of vegetable oils with polyalkyleneglycols (PAG) was evaluated and compared with mineral oils. The vegetable oil and petroleum-based formulation are classified as ISO grades 150 and 220. Formulations were tested of castor oil + PAG (ISO 68), castor oil + PAG (ISO 150), soybean oils + PAG (ISO 680) and soybean oils + PAG (ISO 680), in the proportions 65/32/3, 80/17/3, 50 / 47/3, 38/59/3, respectively, and with 3% of ZDDP, an additive of extreme pressure. Such formulations were previously defined on the viscosity of the mixtures at 40° C. It was obtained the viscosity profile of the formulations and analysis were performed using 1 H Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ( 1 H NMR) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Besides these formulations, petroleum-based formulations, ISO 150 and ISO 220, castor and soybean oil without any additive were analyzed to be compared with the biobased formulations. The performance of the formulations related to the friction and wear was evaluated through HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) tests, with load of 10 N, frequency of 20 Hz and 60 minutes duration. Every test was made in duplicate. The oil bath temperature was maintained at 50 ± 5°C. The AISI 52100 steel specimens were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) after every test. The formulation of castor oil and PAG (150) + ZDDP showed the best performances in terms of friction and wear properties, when compared with the mineral oil ISO 220.
doi:10.11606/d.18.2019.tde-08082019-140035
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