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. / 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 1H Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1H 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.

A reação entre resinas epóxi e polialquileno glicóis gera um aduto de elevado peso molecular que pode ter aplicações em diferentes segmentos, tais como polímeros usados na composição base de fluidos de têmpera, viscosificantes para lubrificantes e desemulsificantes de petróleo. As condições envolvendo a formação destes adutos possuem referências limitadas na literatura aberta e basicamente envolvem um polialquileno glicol com diferentes funcionalidades, tipicamente duas hidroxilas reagindo com os grupos epóxi presentes na resina epóxi que tipicamente possui funcionalidade igual a dois, a uma temperatura ao redor de 120°C na presença de catalisador de hidróxido de potássio (KOH). O presente trabalho avaliou a formação destes adutos considerando um delineamento experimental de resolução III onde as variáveis de controle foram temperatura, velocidade de agitação do meio reacional, velocidade de adição de resina epóxi, concentração de catalisador e relação molar entre a resina epóxi e o polialquileno glicol. Ao total onze experimentos foram realizados de acordo com o planejamento experimental e incluindo triplicata para avaliação do erro experimental. Diferenças significativas nas características físico químicas dos produtos obtidos tais como viscosidade, teor de epóxi residual e de performance de desemulsificação foram encontradas. Dois produtos apresentaram gelificação. Com um bom nível de confiabilidade estatística pode-se dizer que o peso molecular ponderal médio é influenciado principalmente pelo teor de catalisador seguido da temperatura e proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol nesta ordem de importância. Com menor nível de significância a conversão é influenciada positivamente com respeito ao incremento do teor de catalisador e da temperatura e pela redução na proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol. Apesar de terem sido atingidos elevados níveis de conversão de resina epóxi na maioria dos experimentos, pelas analises de GPC foi observado uma grande proporção de polialquileno glicol livre residual nos produtos. Pode-se observar também uma fraca correlação estatística positiva entre a qualidade da separação petróleo-água com respeito à conversão e ao peso molecular numérico médio dos produtos. / The reaction between epoxy resins and polyalkylene glycols generates an adduct of high molecular weight that may have applications in several sectors such as polymers for metal quenchant fluids, demulsifiers and viscosifiers for lubricating oil. The conditions involving the formation of these adducts have limited references in the open literature and basically it involves a polyalkylene glycol having different functionalities, typically two hydroxyl groups reacting with the epoxy groups present in the epoxy resin with typical functionality equal to two at a temperature around 120°C and in the presence of catalyst, potassium hydroxide (KOH). This study evaluated the formation of these adducts considering a resolution III experiment design where the controllable variables were temperature, stirring speed of the reaction medium, rate of addition of epoxy resin, catalyst concentration and molar ratio between the epoxy resin and polyalkylene glycol . In total eleven experiments were carried out according to the experimental design, including three replications at the center point to evaluate the experimental error. Significant differences in chemical and physical characteristics such as viscosity, residual epoxy content and performance of demulsification were found between the synthesized materials. Two products showed gelation. With a good level of statistical reliability it can be considered that the weight average molecular weight is mainly influenced by the amount of catalyst followed by temperature and mole ratio of epoxy resin to polyalkylene glycol in this order of importance. With lower significance level conversion is influenced positively with respect to the increment of the catalyst amount and temperature and by the decrease in molar ratio of epoxy resin and polyalkylene glycol. Despite achieving high levels of conversion of epoxy resin in most of the experiments, by GPC analysis it was observed a large proportion of free residual polyalkylene glycol in the products. It can be observed also a slight positive statistical correlation between the quality of oil-water separation with respect to conversion and number average molecular weight of the products.

A reação entre resinas epóxi e polialquileno glicóis gera um aduto de elevado peso molecular que pode ter aplicações em diferentes segmentos, tais como polímeros usados na composição base de fluidos de têmpera, viscosificantes para lubrificantes e desemulsificantes de petróleo. As condições envolvendo a formação destes adutos possuem referências limitadas na literatura aberta e basicamente envolvem um polialquileno glicol com diferentes funcionalidades, tipicamente duas hidroxilas reagindo com os grupos epóxi presentes na resina epóxi que tipicamente possui funcionalidade igual a dois, a uma temperatura ao redor de 120°C na presença de catalisador de hidróxido de potássio (KOH). O presente trabalho avaliou a formação destes adutos considerando um delineamento experimental de resolução III onde as variáveis de controle foram temperatura, velocidade de agitação do meio reacional, velocidade de adição de resina epóxi, concentração de catalisador e relação molar entre a resina epóxi e o polialquileno glicol. Ao total onze experimentos foram realizados de acordo com o planejamento experimental e incluindo triplicata para avaliação do erro experimental. Diferenças significativas nas características físico químicas dos produtos obtidos tais como viscosidade, teor de epóxi residual e de performance de desemulsificação foram encontradas. Dois produtos apresentaram gelificação. Com um bom nível de confiabilidade estatística pode-se dizer que o peso molecular ponderal médio é influenciado principalmente pelo teor de catalisador seguido da temperatura e proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol nesta ordem de importância. Com menor nível de significância a conversão é influenciada positivamente com respeito ao incremento do teor de catalisador e da temperatura e pela redução na proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol. Apesar de terem sido atingidos elevados níveis de conversão de resina epóxi na maioria dos experimentos, pelas analises de GPC foi observado uma grande proporção de polialquileno glicol livre residual nos produtos. Pode-se observar também uma fraca correlação estatística positiva entre a qualidade da separação petróleo-água com respeito à conversão e ao peso molecular numérico médio dos produtos. / The reaction between epoxy resins and polyalkylene glycols generates an adduct of high molecular weight that may have applications in several sectors such as polymers for metal quenchant fluids, demulsifiers and viscosifiers for lubricating oil. The conditions involving the formation of these adducts have limited references in the open literature and basically it involves a polyalkylene glycol having different functionalities, typically two hydroxyl groups reacting with the epoxy groups present in the epoxy resin with typical functionality equal to two at a temperature around 120°C and in the presence of catalyst, potassium hydroxide (KOH). This study evaluated the formation of these adducts considering a resolution III experiment design where the controllable variables were temperature, stirring speed of the reaction medium, rate of addition of epoxy resin, catalyst concentration and molar ratio between the epoxy resin and polyalkylene glycol . In total eleven experiments were carried out according to the experimental design, including three replications at the center point to evaluate the experimental error. Significant differences in chemical and physical characteristics such as viscosity, residual epoxy content and performance of demulsification were found between the synthesized materials. Two products showed gelation. With a good level of statistical reliability it can be considered that the weight average molecular weight is mainly influenced by the amount of catalyst followed by temperature and mole ratio of epoxy resin to polyalkylene glycol in this order of importance. With lower significance level conversion is influenced positively with respect to the increment of the catalyst amount and temperature and by the decrease in molar ratio of epoxy resin and polyalkylene glycol. Despite achieving high levels of conversion of epoxy resin in most of the experiments, by GPC analysis it was observed a large proportion of free residual polyalkylene glycol in the products. It can be observed also a slight positive statistical correlation between the quality of oil-water separation with respect to conversion and number average molecular weight of the products.