Conversão catalítica heterogênea de biodiesel de soja epoxidado via reação de acetoxilação : síntese e caracterização de novos produtos com potencial aplicação como aditivos

Abstract

Em meio aos fatos que provam que o biodiesel é o combustível do futuro, como representar uma alternativa ao esgotamento energético de fontes fósseis, sabe-se também dos problemas que o mesmo vem trazendo: aumento de biofilme em tanques de diesel; rendimentos insatisfatórios em ambientes de baixa temperatura, entre outros. Sendo assim, objetivou-se neste trabalho a modificação estrutural do biodiesel de soja via reação intermediária de epoxidação e subsequente acetoxilação com anidrido acético, via conversão catalítica heterogênea. O principal catalisador utilizado - de estanho suportado em alumina - apresentou características de ácido de Lewis, eficientes para a obtenção de novos materiais, aditivos de combustíveis e lubrificantes, com propriedades físico-químicas e estabilidade oxidativa melhoradas. Foram testadas diferentes condições reacionais de temperatura, razão de catalisador e substratos, diferentes anidridos, diferentes catalisadores, e reciclo. A estrutura do produto foi confirmada por Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear. Os resultados obtidos mostraram rendimentos de até 98 % do produto desejado 1,2-diacetóxido de biodiesel, em até 10 h de reação, 15 % (m/m) de catalisador, com reciclo de até 4 vezes sem perda de atividade. Também foram realizados ensaios de estabilidade oxidativa, análise térmica diferencial e testes de atividade biocida, os quais indicam boa capacidade biocida para os microrganismos testados e aumento da estabilidade à oxidação, não apresentando diminuição no ponto de congelamento, como esperado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Amid the facts which prove that biodiesel is the fuel of the future, as the same represents an alternative to the depletion of fossil energy, we also know the problems that it has brought: increased biofilm in tanks of diesel; unsatisfactory results in low temperature environments, among others. Hence, the aim of this work is the structural modification of soybean biodiesel, first in an intermediate reaction via epoxidation and subsequent acetoxylation with acetic anhydride, via heterogeneous catalytic conversion. The mainly used catalyst – Tin supported on alumina - presented characteristics of a Lewis acid, efficient for obtaining new materials, fuel additives and lubricants, with physicochemical properties and improved oxidative stability. We’ve tested different reaction conditions of temperature, ratio of catalyst and substrate, different anhydrides, different catalysts and recycle. The product structure was confirmed by infrared and nuclear magnetic resonance. The results show yields of up to 98% of the desired product 1,2-diacetoxide biodiesel up to 10 hours of reaction, 15% catalyst (w/w), with recycle of up to four times. Another assays were performed, like oxidative stability, differential thermal analysis and biocide activity tests, which indicate a good biocide capacity and increased oxidation stability, showing no decrease in the freezing point, as expected.