Efeito das nanopartículas de Cobre como aditivo em lubrificantes à base de Glicerol

• Autor(a) principal: Simão, Caio José Gomes
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27626
• topic: Biodiesel; Glicerol; Tribologia; Nanopartículas de Cobre; Lubrificantes; Perfilometria; Desgaste; Atrito; Glicerol; Nanopartícula; Lubrificante; Cobre; Biodiesel; Glycerol; Tribology; Copper Nanoparticles; Lubricants; Profilometer; Wear; Friction

A busca por fontes renováveis de energia se intensifica nas últimas décadas frente a um cenário de necessidade de se desenvolver preservando o meio ambiente a longo prazo. Com isso, verifica-se um crescimento forte de produção de biocombustíveis no mundo e entre eles, o biodiesel. Na reação de transesterificação para obtenção do biodiesel, um subproduto indesejado é formado: o glicerol. A oferta de glicerol tem a tendência contínua de superar a demanda no mercado e isso faz com que aplicações para seu uso sejam desenvolvidas. Neste trabalho, foi estudada a aplicação do glicerol como lubrificante em testes tribológicos do tipo esfera sobre placa plana realizados em um tribômetro. Nanopartículas de cobre foram adquiridas e misturadas ao glicerol para que seu efeito na redução de coeficiente de atrito em função do tempo e na redução de desgaste fosse estudado. Soluções à base de glicerol com concentrações de 0,05 % (m/m), 0,1 % (m/m), 0,3 % (m/m) e 0,5 % (m/m) de nanopartículas de cobre foram preparadas em um ambiente de atmosfera inerte para que pudessem ser aplicadas como lubrificantes nos testes de atrito. Medidas de perfilometria que obtêm a profundidade da trilha de desgaste em função do deslocamento transversal foram tomadas em um perfilômetro, para obter uma estimativa do desgaste resultante em cada teste. Análises de espectrometria Raman foram realizadas nos lubrificantes e nas trilhas de desgaste, de modo a determinar variações estruturais, incluindo a presença de camadas carbonosas redutoras de desgaste. A concentração de 0,05 % (m/m) representou uma redução do coeficiente de atrito em relação a mesma configuração com o glicerol puro. A concentração de 0,1 % (m/m) foi a mais consistente para redução de desgaste nos testes de aço com aço A primeira amostra de concentração de 0,3 % (m/m) do teste de aço com aço em 4,17 horas apresentou um resultado de comportamento atípico tanto para o coeficiente de atrito quanto para o desgaste: apresentou a maior redução para o primeiro e a maior resistência ao desgaste entre as outras amostras. Entretanto, esse padrão não se repetiu para as outras amostras de mesma configuração e concentração de 0,3 % (m/m). A concentração de 0,5 % (m/m) não ajudou a reduzir o coeficiente de atrito. O par de alumina/cobre em glicerol puro representou um desgaste muito menor quando comparado ao par alumina/aço no mesmo lubrificante. Os espectros indicaram óxidos de ferro e picos de bandas D e G de carbono nas trilhas, mas eram muito dependentes de um aumento na intensidade do laser para se pronunciarem. O glicerol modifica sua estrutura depois dos testes de maneira bem definida.