Thermo-Oxidative Stability and Tribological Properties of Biolubricants Obtained from Castor Oil Fatty Acids and Isoamyl Alcohol
Maria Marliete F. Melo Neta,
Gustavo R. R. Lima,
Philipe de O. Tavares,
Igor de M. Figueredo,
Weslley da S. Rocha,
Paulo R. C. F. Ribeiro Filho,
Célio L. Cavalcante,
Francisco Murilo T. Luna
Affiliations
Maria Marliete F. Melo Neta
Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Campus do Pici, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza 60455760, Brazil
Gustavo R. R. Lima
Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Campus do Pici, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza 60455760, Brazil
Philipe de O. Tavares
Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Campus do Pici, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza 60455760, Brazil
Igor de M. Figueredo
Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Campus do Pici, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza 60455760, Brazil
Weslley da S. Rocha
Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Campus do Pici, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza 60455760, Brazil
Paulo R. C. F. Ribeiro Filho
Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual do Maranhão, São Luís 65055310, Brazil
Célio L. Cavalcante
Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Campus do Pici, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza 60455760, Brazil
Francisco Murilo T. Luna
Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Campus do Pici, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza 60455760, Brazil
In this study, the thermo-oxidative stability and tribological behavior of bio-based lubricant samples synthesized from castor oil using isoamyl alcohol were evaluated. Initially, the compositional and physicochemical properties of the obtained samples were assessed using the 1H NMR, FTIR and ASTM methods. Oxidative stability of the samples was evaluated using the Rancimat method at 110 °C under air flow. The final biolubricant sample (BL2), obtained after esterification, epoxidation and oxirane rings opening reactions, presented an oxidation stability time (OST) of 14.3 h. The thermal stability was also evaluated by thermogravimetry (TG) from the mass variations under inert and oxidative atmosphere. BL2 showed higher thermal stability compared to the other samples, demonstrating higher decomposition temperatures in both inert (339.04 °C) and oxidative (338.47 °C) atmospheres, for a mass loss of 50%. The tribological properties of the samples were evaluated using a four-ball tribometer configuration. The BL1 and BL2 samples exhibited lower friction coefficients than the mineral oil sample (MOS) by 21.5% and 43.1%, respectively. Regarding wear, the observed wear scar diameter (WSD) was also lower in BL1 and BL2 compared to MOS by 5.2% and 40.4%, respectively. The results of the tribological evaluation suggest that both samples (BL1 and BL2) have promising potential for applications in lubricating machines.
