Desenvolvimento de aditivos bifuncionais derivados do cardanol hidrogenado para aplicação em mistura diesel/biodiesel

dc.contributorMaciel, Maria Aparecida Medeiros
dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-5250-314X
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2860667150743768
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5360188002708095
dc.contributorRios, Maria Alexsandra de Sousa
dc.contributorSantos, Everaldo Silvino dos
dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0001-7384-1140
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/4330639792072559
dc.contributorLopes, Ada Amélia Sanders
dc.contributorRodrigues, Francisco Eduardo Arruda
dc.contributorSantos, Hélcio Silva dos
dc.creatorNascimento, Tássio Lessa do
dc.date2023-06-21T20:51:26Z
dc.date2023-06-21T20:51:26Z
dc.date2023-03-13
dc.date.accessioned2023-09-04T12:29:05Z
dc.date.available2023-09-04T12:29:05Z
dc.identifierNASCIMENTO, Tássio Lessa do. Desenvolvimento de aditivos bifuncionais derivados do cardanol hidrogenado para aplicação em mistura diesel/biodiesel. Orientador: Maria Aparecida Medeiros Maciel. 2023. 138f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
dc.identifierhttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52824
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8600952
dc.descriptionBiodiesel is used in the vehicular fleet through its insertion together with diesel, which has high oxidative stability when compared to this biofuel. However, in the diesel/biodiesel blend, instability to oxidation predominates, which in the long term can cause wear and/or corrosion in the mechanical devices of vehicles fueled with this combination. In this scenario, agents with antioxidant and lubricity properties stand out, in which a byproduct of the cashew nut processing industry, cardanol, is present in the Cashew Nut Liquid (CNSL). In the present study we aimed to evaluate the potential of hydrogenated cardanol, 3-pentadecylphenol (compound 1), and some of its derivatives as fuel additives. Tert-butyl chloride (2) was produced in the laboratory to be the alkylating agent to obtain 2-tert-butyl5-pentadecylphenol (3). The other additives synthesized were: 2-nitro-5-pentadecylphenol (4), diethyl-3-pentadecylphenyl phosphate (5), 3-pentadecylphenyl diphenyl (6), tri (3- pentadecylphenyl) phosphate (7), 2-tert-butyl-5-pentadecylphenyl diethyl phosphate (8), and 2-tert-butyl-5-pentadecylphenyl diphenyl phosphate (9). During the syntheses of these compounds, reproduced with modification, principles of green chemistry were employed. The reproduced compounds were characterized by Gas Chromatography Coupled to Mass Spectrometer (GC/MS) and by Infrared (IR) and Nuclear Magnetic Resonance (1H and 13C NMR) spectroscopies. The soy biodiesel used in the diesel/biodiesel blend in the ratio 8:2, was synthesized through the methyl route using the potassium methoxide catalyst, and was characterized according to the ANP Resolution No . 45 of 08/25/2014. The antioxidant activity of hydrogenated cardanol and its derivative compounds (2000 mg/kg), was evaluated using the DPPH• and Rancimat methods, and lubricity by the Four Ball technique. The results of the antioxidant analysis showed that all compounds stabilized the DPPH• radical, especially 3 (81.1), 1 (46.5), and 7 (43%) for the highest percentages of free radical reduction. In the Rancimat test, the compounds that showed the greatest increases in induction time were 7 (32.8%), 3 (31%), and 9 (31%). For lubricity, the 3- pentadecylphenyl diphenyl compound (6) provided the highest percentage (70.4%) of lubricity, observed as a result of its higher torque-reducing effectiveness when compared to the additive-free soy biodiesel. In a comprehensive way, the phosphorus additives (5, 7, 8 and 9) were the most efficient and represent a class of semi-synthetic eco-compatible compounds, therefore, they are inserted in the energy sector that seeks to develop efficient and low-polluting fuels, thus, if commercialized, they will add biotechnological value to the fuel industries.
dc.descriptionO biodiesel é utilizado na frota veicular através da sua inserção junto ao diesel, que possui elevada estabilidade oxidativa quando comparado a este biocombustível. Porém, na mistura diesel/biodiesel a instabilidade à oxidação predomina podendo causar a longo prazo, desgaste e/ou corrosão nos dispositivos mecânicos de veículos abastecidos com esta combinação. Neste cenário, tem destaque os agentes com propriedades antioxidante e lubricidade, em que se encontra um subproduto da indústria de processamento da castanhado-caju, o cardanol, que está presente no Líquido da Castanha-do-Caju (LCC). No presente estudo objetivou-se avaliar o potencial do cardanol hidrogenado, 3-pentadecilfenol (composto 1), e alguns dos seus derivados como aditivos de combustível. Foi produzido o cloreto terc-butila (2), em laboratório, para ser o agente alquilante para obter o 2-terc-butil5-pentadecilfenol (3). Os demais aditivos sintetizados foram: 2-nitro-5-pentadecilfenol (4), dietil-3-pentadecilfenil fosfato (5), 3-pentadecilfenil difenil (6), tri (3-pentadecilfenil) fosfato (7), 2-terc-butil-5-pentadecilfenil dietil fosfato (8) e 2-terc-butil-5-pentadecilfenil difenil fosfato (9). Durante as sínteses destes compostos, reproduzidas com modificação, empregou-se princípios da química verdes. Os compostos reproduzidos foram caracterizados por Cromatografia Gasosa Acoplada ao Espectrômetro de Massas (CG/EM) e pelas espectroscopias de Infravermelho (IV) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN de 1H e de 13C). O biodiesel de soja utilizado na mistura diesel/biodiesel na proporção 8:2, foi sintetizado através da rota metílica utilizando o catalisador métoxido de potássio, tendo sido caracterizado conforme a Resolução ANP Nº 45 de 25/08/2014. A atividade antioxidante do cardanol hidrogenado e seus compostos derivativos (2.000 mg/kg), foi avaliada através dos métodos DPPH• e Rancimat, e a lubricidade pela técnica de Four Ball. Os resultados das análises antioxidante mostrou que todos os compostos estabilizaram o radical DPPH•, com destaque para 3 (81,1), 1 (46,5) e 7 (43%) pelos maiores percentuais de redução do radical livre. No teste via Rancimat os compostos que apresentaram os maiores acréscimos no tempo de indução foram 7 (32,8%), 3 (31%) e 9 (31%). Para lubricidade, o composto 3-pentadecilfenil difenil (6) proporcionou maior percentual (70,4%) de lubricidade, observado em função da sua maior eficácia de redução do torque quando comparado ao biodiesel de soja isento de aditivo. De forma abrangente, os aditivos fosforados (5, 7, 8 e 9) foram os mais eficientes e representam uma classe de compostos semissintéticos ecocompatíveis, portanto, estão inseridos no setor energético que busca desenvolver combustíveis eficazes e pouco poluentes, assim, se comercializados, agregarão valor biotecnológico as indústrias de combustíveis.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagept_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisherBrasil
dc.publisherUFRN
dc.publisherPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectCardanol hidrogenado
dc.subjectDerivados do cardanol hidrogenado
dc.subjectAditivos de combustível
dc.subjectPropriedade antioxidante
dc.subjectLubricidade
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS
dc.titleDesenvolvimento de aditivos bifuncionais derivados do cardanol hidrogenado para aplicação em mistura diesel/biodiesel
dc.typedoctoralThesis


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