ÁREA: Química Orgânica
TÍTULO: DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DO LIGANTE ASFÁLTICO MODIFICADO COM LÍQUIDO DA CASTANHA DE CAJU (LCC) E CARDANOL.
AUTORES: Aguiar, A.B.S. (UEMA) ; Moreira, A.A.G. (UFC) ; Tome, L.G.A. (UFC) ; Sant'ana, W.C. (UEMA) ; Soares, S.A. (UFC)
RESUMO: Ligantes asfálticos (LA) modificados têm demonstrado melhorar o desempenho dos
pavimentos asfálticos, contribuindo para sua maior resistência e durabilidade. O
LCC é matéria renovável e o cardanol é o principal componente do LCC técnico e
pode sofrer polimerização pelo aquecimento. O objetivo deste trabalho é avaliar a
influência da adição de 2% de LCC, 2% do cardanol e 2% de cardanol polimerizado
nas propriedades reológicas do LA. Foram realizados ensaios de viscosidade,
utilizando o viscosímetro rotacional Brookfield. O envelhecimento oxidativo foi
avaliado utilizando uma estufa de filme fino rotativo (RTFOT). Os resultados
evidenciaram que os valores de viscosidade foram diversos, sendo o LCC o mais
promissor na redução da viscosidade.
PALAVRAS CHAVES: Ligante asfáltico; LCC; Cardanol
INTRODUÇÃO: As propriedades do LA variam de acordo com as frações dos seus componentes,a
depender da fonte de extração e do tipo de aditivo a ser utilizado como
modificador. Dentre os novos aditivos oriundos de fontes naturais destaca-se o
líquido da castanha do caju (LCC).O LCC é oriundo de fonte renovável do
semiárido brasileiro, é biodegradável (contribuindo para a conservação dessa
região) e pode ser utilizado como aditivo verde, por suas características
antioxidades e suas propriedades tensoativas. Mostra-se promissor para reduzir a
elevada viscosidade de ligantes modificados por polímeros, reduzindo gastos na
usina, além de aumentar a estabilidade à estocagem. Atualmente, em busca por
aditivos ecológicos é uma demanda crescente e está inserida no contexto da
Química Verde, apresentando como vantagens o uso de matérias-primas renováveis,
biodegradáveis e disponíveis no país em grandes quantidades. Nessa linha, o
líquido da castanha de caju (LCC), um subproduto das indústrias de
beneficiamento da castanha, tem se tornado uma valiosa matéria-prima para
indústria petroquímica, uma vez que um de seus principais componentes, o
cardanol, vem sendo testado como antioxidante para combustíveis e lubrificantes
(Dantas et al., 2003). Para a aplicação no ramo de pavimentação, os ensaios de
caracterização do LCC demonstraram a viabilidade da sua utilização como diluente
asfáltico, devido tanto às suas propriedades antioxidantes, como também ao baixo
teor residual no aquecimento, alto ponto de ebulição, alto ponto de fulgor
(140ºC), além da formação de uma mistura homogênea e sem sedimentação com
ligantes (Rabelo, 2006). O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da
adição de 2% de LCC, 2% do cardanol e 2% de cardanol polimerizado nas
propriedades reológicas do LA.
MATERIAL E MÉTODOS: O Ligante asfáltico com penetração 50/70 foi oriundo do Campo fazenda Alegre –
Espírito Santo e processado na LUBNOR- Ceará e o aditivo: Liquído da Castanha de
Caju (LCC), cedido pela fábrica de Castanha Iracema. Para a preparação de
ligantes asfálticos modificados: LA + 2% LCC; LA + 2% cardanol e LA + 2%
cardanol polimerizado foram preparados utilizando-se um misturador IKA-20 com
rotação cisalhante de 800 rpm, na temperatura de 160ºC e permitindo-se 1 hora de
agitação. A Viscosidade Brookfield: Os ligantes asfálticos modificados com 2%
LCC, 2% cardanol e 2% de cardanol polimerizado foram avaliados conforme o ASTM D
4402 (2002) nas seguintes temperaturas: 135ºC, 150ºC e 175ºC a diferentes taxas
de cisalhamento, utilizando-se o viscosímetro Brookfield modelo DVII+ acoplado a
um controlador de temperatura THERMOSEL. O envelhecimento oxidativo do LA + 2%
LCC; LA + 2% cardanol e LA + 2% cardanol polimerizado foi avaliado utilizando
uma estufa de filme fino rotativo (RTFOT).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os valores das viscosidades foram mais elevados para as amostras modificadas com
LA + 2% cardanol. A presença do LCC induziu o abaixamento da viscosidade como
esperado. O cardanol polimerizado, por suas características poliméricas, deveria
apresentar o efeito mais expressivo em aumentar a viscosidade do LA.
Contrariamente, a presença do cardanol não polimerizado causou maior efeito.
Este fato ocorreu, provavelmente, devido ao aquecimento prolongado durante o
processo de separação do cardanol, que levou a polimerização do mesmo,
notadamente, em maior extensão que para a amostra dita polimerizada.
Consequentemente, a avaliação será comparativa considerando que o dois aditivos
estão polimerizados. Nos procedimentos utilizados para o isolamento do cardanol
a partir do LCC técnico, a questão da temperatura é crítica e pode levar a
resultados não esperados, como foi observado. Portanto, essa metodologia de
extração deverá ser descartada.
Figura 1
Viscosidade em função da temperatura do LA puro e
modificado com 2% de LCC, com 2% de Cardanol e com
2% Cardanol polimerizado antes RTFOT.
Figura 2
Viscosidade em função da temperatura do LA puro e
modificado com 2% de LCC, com 2% de Cardanol e com
2% Cardanol polimerizado após RTFOT.
CONCLUSÕES: O LCC atuou como aditivo modificador de ligantes asfálticos reduzindo a
viscosidade do mesmo. O LA foi aparentemente modificado com dois tipos de cardanol
(não polimerizado e polimerizado), no entanto, os resultados indicam que ambos
estão polimerizados (em maior ou menor extensão). O LA modificado com o cardanol
polimerizado em menor extensão apresentou viscosidade menor.
AGRADECIMENTOS: UEMA, Fapema, UFC e REDE DE ASFALTO NORTE NORDESTE.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Dantas, T. N. C.; Dantas, M. S. G.; Dantas Neto, A. A.; D’Ornellas, C. V. e Queiroz, L. R.; Novel antioxidants from cashew nut shell liquid applied to gasoline stabilization, Fuel 82, p.1465-1469, 2003.
Rabêlo, A. N. Contribuição ao Estudo da Imprimação betuminosa das Bases Rodoviárias do Estado do Ceará, 2006. 206p. Dissertação de Mestrado. Departamento de Engenharia de Transporte. Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará.
Bringel, R. M. Estudo Químico e Reológico de Ligantes Asfálticos Modificados por Polímeros e Aditivos. 2007. 147p. Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia de Transporte, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará.
