Influência dos neutralizantes/ ajustadores de ph em MWF diluíveis em água na Lubrificação de Alumínio 6061

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Kléber Moreira Filipe
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1 Influência dos neutralizantes/ ajustadores de ph em MWF diluíveis em água na Lubrificação de Alumínio 6061 Autores : Bonnie Pyzowski, Soraya Kraszczyk, Patrick Brutto Apresentado por Ruth Keiko Kuriyama ANGUS Chemical Company Lubgrax Meeting 2017 São Paulo, Brasil

2 Agenda Histórico & Objetivos Químicas Neutralizantes Experimental Resultado dos Testes Expectativas vs. Resultados 2

3 Histórico & Objetivos Histórico A expectativa dos autores era de que o neutralizante impactasse na lubrificação de ligas de alumínio com TOFA e éster de fosfato. A liga de alumínio 6061 foi escolhida por sua pronta disponibilidade para o teste de tapping torque Busca em literatura não revelou estudos correlacionados Objetivos Entender efeitos do neutralizante com TOFA e éster de fosfato na lubrificação do alumínio 6061 antes e depois do envelhecimento microbiano Determinar o efeito do neutralizante no tamanho de partícula micelar e possível correlação com lubricidade Explorar a influência do neutralizante / corretor de ph na lubricidade e tamanho de partícula 3 ANGUS confidential.

4 Agenda Histórico & Objetivos Químicas Neutralizantes Experimental Resultado dos Testes Expectativas vs. Resultados 4

5 Química dos Neutralizantes KOH 3A4O (Corrguard EXT) MEA BEA MIPA AMP DGA AB/AEPD (Corrguard Flex) 5

6 Agenda Histórico & Objetivos Químicas Neutralizantes Experimental Resultado dos Testes Expectativas vs. Resultados 6 ANGUS confidential.

7 Experimental Seleção do Ácido Funcional Ácido graxo de Tall oil Valor de Acidez : 190 mg KOH/g (mínimo) Conteúdo de Rosin : 5.0% (máximo) Valor de Iodo : 125g/100g (tipico) Éster de Fosfato Éster de Fosfato etoxilado C alcool ( moles EO) Conteúdo de Fósforo: 5.5% Valor Acidez: 157 mg KOH/g Resistente a hidrólise 7 ANGUS confidential.

8 Experimental Preparação da Solução do Sal (água deionizada) Solução Neutralizante Target ph phs medidos 0.5% TOFA All % TOFA % Ester de Fosfato 0.5% TOFA % Ester de Fosfato Microbial Challenge All KOH, 3A4O, AB/AEPD Soluções de TOFA e TOFA/éster de fosfato foram submetidas a um único challenge e misturadas com colônias isoladas (10 6 CFU/mL bactéria & 10 5 CFU/mL fungo) Soluções foram agitadas por 5 dias, paradas 2 dias e então repetido Os sistemas foram amostrados para contagem microbiana, lubricidade e tamanho micelar de particula 8 ANGUS confidential.

9 Experimental Lubricidade por Tapping Torque Microtap/Tauro instrument Blocos de Aluminum 6061 (Principais elementos da liga: Mg, Si) Torneamento de aço em alta velocidade (tratamento de superfície com nitreto) Velocidade rotacional 500 rpm Tirados 8-12 orificios por amostra (Aleatoriamente em incrementos de 4 furos) Dados truncados em 5-10 mm ( plateau de torque ) Análise estatística usando o JMP software (Tukey-Kramer HSD method) Tamanho de Particula Micelar através do Dynamic Light Scattering Zetasizer (Malvern Instruments) Tamanho de partícula e indice de polidispersidade (PdI) medido em triplicata para os fluidos frescos a 25 C; médias reportadas 9 ANGUS confidential.

10 Tapping Torque: Instrumento & Output típico Truncated plateau (5-10 mm) 10 ANGUS confidential.

11 Agenda Histórico & Objetivos Químicas Neutralizantes Experimental Resultado dos Testes Expectativas vs. Resultados 11 ANGUS confidential.

12 Resultado dos Testes Fluido Novo Fluido com Envelhecimento Microbiano 12 ANGUS confidential.

13 Fluido Novo com 0.5% TOFA Lubricidade vs. Neutralizante DGA & KOH resultaram em lubricidade um pouco melhor que MEA e 3A4O (estatisticamente ) Torque (Nm) KOH 3A4O MIPA DGA BEA AB/AEPD MEA AMP (Corrguard EXT) Neutralizante (Corrguard Flex) 13 ANGUS confidential.

14 Fluido Novo com 0.5% TOFA Tamanho de Particula Micelar/PdI vs. Neutralizante Tamanho de partícula e PdI variam significativamente com o neutralizante; 3A4O resultou na menor média de tamanho de partícula Tamanho de partícula (nm) KOH 3A4O MIPA DGA BEA AB/AEPD MEA AMP (Corrguard EXT) Particle Size PdI Neutralizante (Corrguard FLEX) Polydisperity Index 14 ANGUS confidential.

15 Indice de Polidispersibilidade (PdI) Medida da Uniformidade do Tamanho de Partícula Exemplo: 3A4O e AB/AEPD resultaram em distribuição de tamanho de partícula mais larga (maior PdI) do que AMP AB/AEPD 3A4O AMP (Corrguard FLEX) (Corrguard EXT) 15 ANGUS confidential.

16 Fluido novo com 0.5% TOFA Lubricidade vs. Tamanho de Partícula Fraca correlação pode estar relacionada ao intervalo de tempo entre as medições de lubricidade & tamanho de partícula Outros fatores incluindo efeitos de adsorção superficial e pontes de hidrogênio Torque Médio (Nm) A4O R² = DGA KOH Tamanho de partícula (nm) 16 ANGUS confidential.

17 Fluido novo com 0.5% TOFA/0.25% Éster de Fosfato Lubricidade vs. Neutralizante 3A4O resultou em lubricidade um pouco pior que os demais, mas estatisticamente equivalente a BEA Torque (Nm) KOH 3A4O MIPA DGA BEA AB/AEPD MEA AMP (Corrguard EXT) Neutralizante (Corrguard FLEX) 17 ANGUS confidential.

18 Fluido Fresco 0.5% TOFA/0.25% Éster de Fosfato Tamanho de Partícula Micelar /PdI vs. Neutralizante Menor variação de tamanho de partícula e Pdl é observado vs os sistemas com apenas TOFA Tamanho de partícula (nm) Particle Size PdI KOH 3A4O MIPA DGA BEA AB/AEPD MEA AMP Polydispersity Index (Corrguard EXT) neutralizante (Corrguard FLEX) 18 ANGUS confidential.

19 Fluido novo com 0.5% TOFA/0.25% Éster de Fosfato Lubricidade vs. Tamanho de partícula Fraca correlação pode estar relacionada ao interval de tempo entre as medições de lubricidade & tamanho de partícula Outros fatores incluem efeitos de adsorção superficial e pontes de hidrogênio Torque Médio (Nm) A4O BEA R² = KOH Tamanho de partícula (nm) 19 ANGUS confidential.

20 Fluido novo com 0.5% TOFA/0.25% Éster de Fosfato Lubricidade vs. neutralizante/ph Lubricidade com 3A4O é o mais dependente de ph; ele aumenta com o decréscimo do ph Torque Médio (Nm) KOH AB/AEPD 3A4O KOH (fit) AB/AEPD (fit) 3A4O (fit) 3.2 (Corrguard FLEX) (Corrguard EXT) 3 R² = R² = R² = ph 20 ANGUS confidential.

21 Fluido novo com 0.5% TOFA/0.25% Éster de Fosfato Tamanho Micelar de partícula vs. neutralizante/ph Tamanho de partícula diminui com o aumento do ph; a menor variação é com AB/AEPD Tamanho de partícula (nm) ph ph ph KOH AB/AEPD 3A4O (Corrguard FLEX) (Corrguard EXT) neutralizante 21 ANGUS confidential.

22 Resultado dos Testes Fluido novo Fluidos com envelhecimento microbiano 22 ANGUS confidential.

23 Resultados do teste Microbiano (Challenge ) Soluções de TOFA (sem biocida) Solução com 3A4O resulta na melhor resistência a bactéria/fungo; o fluido com BEA resistiu ao fungo Semanas até falha Bacteria Fungi > 9 > 9 AMP BEA MEA DGA 3A4O AB/AEPD MIPA KOH neutralizante (Corrguard EXT) (Corrguard FLEX) 23 ANGUS confidential.

24 Fluidos com envelhecimento Microbiano com 0.5% TOFA Lubricidade vs. neutralizante Fluidos com KOH e 3A4O tem o desempenho mais estável de Lubricidade A correlação com tamanho de partícula é pobre (R 2 = ); Micelas são maiores com o KOH Torque Médio (Nm) AMP BEA MEA DGA 3A4O AB/AEPD MIPA KOH (Corrguard EXT) (Corrguard FLEX) Semanas de Envelhecimento Microbiano 24 ANGUS confidential.

25 Resultados Teste Microbiano (Challenge Test) Soluções TOFA/Ester de Fosfato (sem biocida) Fluido com 3A4O resulta na melhor resistência a bactéria/fungo Semanas até falha Bacteria Fungi AMP BEA MEA DGA 3A4O AB/AEPD MIPA KOH neutralizante > 8 > 8 (Corrguard EXT) (Corrguard FLEX) 25 ANGUS confidential.

26 Fluidos com Envelhecimento Microbiano: 0.5% TOFA/0.25% Ester de Fosfato Lubricidade vs. Neutralizante Fluido com 3A4O mantém a melhor Lubricidade Correlação com Tamanho de partícula é pobre (R 2 < 0.113) Torque Médio (Nm) AMP BEA MEA DGA 3A4O AB/AEPD MIPA KOH (Corrguard EXT) (Corrguard FLEX) Semanas de Envelhecimento Microbiano 26 ANGUS confidential.

27 Agenda Histórico & Objetivos Químicas Neutralizantes Experimental Resultado dos Testes Expectativas vs. Resultados 27 ANGUS confidential.

28 Expectativas vs. Resultados Expectativas Resultados O neutralizante influencia o tamanho de partícula micelar Lubricidade se correlaciona com o tamanho de partícula micelar; maior tamanho de partícula = melhor lubricidade O neutralizante influenciou o tamanho de partícula, em particular com 3A4O (CORRGUARD EXT) e KOH Correlação de tamanho de partícula com lubricidade foi pobre Variação do tamanho de partícula com o tempo pode ser um fator e será estudo futuramente ph afeta o tamanho de partícula e lubricidade devido a diferença em polaridade e adsorção dos ácidos neutralizados vs não neutralizados Resistência microbiana se correlaciona com a melhor manutenção da lubricidade ph influenciou o tamanho de partícula e lubricidade A relação de lubricidade foi estatisticamente significativa com o 3A4O (CORRGUARD EXT) (menor ph = melhor lubricidade) Boa correlação de resistência microbiana e manutenção da lubricidade foi observada com sistemas TOFA/Ester de Fosfato ; 3A4O(CORRGUARD EXT) apresentou o melhor resultado 28 ANGUS confidential.

29 Agradecimentos Agradecemos aos organizadores da Lubgrax pela oportunidade de apresentar este trabalho Obrigada pela presença! 29 ANGUS confidential.

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