Síntesis de aditivos lubricantes solubles en agua a partir de la resina de pino y su evaluación tribológica en la industria metal mecánica

Abstract

The development of high value-added products derived from pine resin is a need to promote the rational use and preservation of forest resources in the state of Michoacan. Water soluble lubricants used in the manufacture of metal parts are commonly oil in water emulsions that incorporate various additives in order to reduce friction, reduce wear, stabilize emulsions formed in varying hardness of water environments, prevent the growth of bacteria and prevent corrosion, among others. On current trends, environmental issues, is to use natural compatible multi-functional compounds with the environment and easily biodegradable. This project studies the synthesis of lubricant additives from the resin acids of natural or pitch pine rosin for the synthesis of water-soluble additives lubrication evaluating their ability to reduce friction and prevent wear in contact steel- aluminum and stability of the emulsions that can form with them at varying conditions of water hardness. The different chemical structures synthesized were characterized by infrared spectroscopy (FTIR). Tribological evaluations and determinations of coefficients of friction and wear cups were performed in a ball tribometer steel - aluminum disc (Ball on Disk). The aluminum specimens were analyzed by microscopy (SEM) and infrared spectroscopy (FTIR) to confirm the effectiveness of the synthesized additives. The stability of the emulsions formed by the synthesized additives varying water hardness was evaluated by an indirect method by measuring the turbidity in a UV-visible spectrophotometer.

El desarrollo de productos de alto valor agregado obtenidos a partir de la resina de pino es una necesidad para promover el uso racional y preservación de recursos forestales del estado de Michoacán. Los lubricantes solubles en agua empleados para la fabricación de piezas metálicas son comúnmente emulsiones aceite en agua que incorporan diversos aditivos con la finalidad de reducir fricción, disminuir desgaste, estabilizar las emulsiones formadas en ambientes variables de dureza de agua, prevenir el crecimiento de bacterias y evitar corrosión, entre otros aspectos. La tendencia actual, por cuestiones ambientales, es la de utilizar compuestos multi-funcionales naturales compatibles con el medio ambiente y fácilmente biodegradables. El presente proyecto estudia la síntesis de aditivos lubricantes a partir de los ácidos resínicos de la brea o colofonia natural de pino para la síntesis de aditivos de lubricación solubles en agua, la evaluación de su capacidad de reducir fricción y evitar desgaste en un contacto acero-aluminio y la estabilidad de las emulsiones que se pueden formar con ellos en condiciones variables de la dureza de agua. Las diferentes estructuras químicas sintetizadas fueron caracterizadas por espectroscopia infrarroja (FTIR). Las evaluaciones tribológicas y las determinaciones de coeficientes de fricción y tazas de desgaste se realizaron en un tribómetro bola de acero – disco de aluminio (Ball on Disk). Los especímenes de aluminio fueron analizados por microscopia de barrido (SEM) y espectroscopia infrarroja (FTIR) a fin de corroborar la efectividad de los aditivos sintetizados. La estabilidad de las emulsiones formadas por los aditivos sintetizados variando la dureza de agua fue evaluada por un método indirecto midiendo la turbidez en un espectrofotómetro UV-visible.