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Título: Reações de maleinização do óleo de mamona na presença de iniciadores de radicais livres
Título em inglês: Malenization reaction of castor oil in the presence of free radicals initiators
Autor(es): Maia, Dayanne Lara Holanda
Orientador(es): Fernandes, Fabiano André Narciso
Palavras-chave: Engenharia química
Óleos vegetais
Data do documento: 22-Fev-2016
Citação: MAIA, D. L. H. (2016)
Resumo: O maleato de óleo de mamona é utilizado em óleos secantes, tintas solúveis em água, produtos de cuidados pessoais, lubrificantes sintéticos, entre outros. Inicialmente, a produção do maleato do óleo de mamona foi estudada a partir da reação de maleinização entre o óleo de mamona e o anidrido maleico. Em seguida, reações de maleinização do óleo de mamona foram realizadas utilizando o peróxido de benzoíla (BPO) e o peróxido di-terc-butil (DTBP) como iniciadores de reação para a produção do maleato de óleo de mamona. As reações ocorreram num reator batelada. O desempenho das reações por radicais livres foi avaliado comparando com as reações realizadas na ausência de iniciador. A metodologia de superfície de resposta (MSR) foi utilizada para avaliar a influência da temperatura e da razão mássica de iniciador na conversão do óleo de mamona em maleato de óleo de mamona na presença do BPO e do DTBP. A análise das condições operacionais pelo MSR mostrou que a variável que mais influenciou a reação foi a temperatura, e que a razão mássica de iniciador foi pouco significante na conversão do óleo de mamona. A caracterização do maleato de óleo de mamona foi analisada pelo espectrômetro de infravermelho por Transformada de Fourier (IV) e por Ressonância Magnética Nuclear (RMN). A melhor conversão obtida na reação de maleinização com o BPO foi de 94,7%, a 120 e 176,6 °C, quando a razão mássica deste iniciador foi de 0,010%, em um tempo reacional de 180 min. O uso do BPO e do DTBP foi mais relevante no aumento da conversão do óleo de mamona em 30 min e 60 min da reação, respectivamente. Após 90 min da reação de maleinização, a presença dos iniciadores BPO e DTBP pouco influenciou no aumento da conversão do óleo de mamona. Também foi analisada a influência de seis iniciadores de reação na maleinização do óleo de mamona, são eles: peróxidos de benzoila (BPO), de di-terc-butil (DTBP), de dicumila (DCP) e de terc-butil-peroxibenzoato (TBPB), além dos persulfatos de sódio (PSNa) e de potássio (PSK). O uso destes iniciadores na reação contribuiu para redução do tempo de reação. A redução foi de aproximadamente 30 min. O persulfato de sódio se mostrou bastante promissor na reação a 140 °C por ter atingido 90% de conversão em apenas 70 min, além de ser o iniciador de menor custo dentre os estudados.
Abstract: The maleate castor oil is used in drying oils, water-soluble paints, personal care products, synthetic lubricants, etc. Initially, maleate castor oil production was studied from of maleinization reaction between castor oil and maleic anhydride. Then, maleinization reactions of castor oil were carried out using benzoyl peroxide (BPO) and di-tert-butyl peroxide (DTBP) as reaction initiator to maleate castor oil production. Reactions were carried out in a batch-type reactor. The performance of the free-radical reaction was evaluated by comparing it with the reaction carried out in absence of initiator. The response surface methodology (RSM) was used to evaluate the influence of temperature and initiator concentration on castor oil conversion into maleate castor oil in the presence of BPO and DTBP. Analysis of operating conditions by RSM showed that the most significant variable the reaction was temperature, and that the initiator concentration had little significance on the conversion of castor oil. Maleate castor oil was characterized by FTIR and NMR spectroscopy. The best conversion obtained in maleinization reaction with BPO was 94.7%, at 120 °C and 176.6 °C, when initiator concentration was 0.010% in a reaction time of 180 min. The use of BPO and DTBP was most significant on increasing castor oil conversion in 30 min and 60 min reaction, respectively. After 90 min, the use of the initiator BPO and DTBP had little influence on increasing the conversion of castor oil. Besides, it was analyzed the influence of six initiators: benzoyl peroxide (BPO), di-tert-butyl peroxide (DTBP), dicumyl peroxide (DCP), tert-butyl peroxybenzoate (TBPB), sodium persulfate (PSNA) and potassium persulfate (PSK). The use of these initiators in the reaction has contributed to reduction of reaction time. The reduction was of approximately 30 min. Sodium persulfate was shown very promising in reaction at 140 °C to have reached 90% conversion in only 70 min, besides the initiator of lowest cost among the studied.
Descrição: MAIA, D. L. H. Reações de maleinização do óleo de mamona na presença de iniciadores de radicais livres. 2016. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/16345
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