Síntese de tensoativos aminados e estudo das suas influências na molhabilidade de rochas carbonáticas

Neste trabalho foram sintetizados dois tensoativos catiônicos cloreto de dodecilamínio (DAC) e cloreto de N,N-dietildodecilamínio (NNDAC) para investigar sua capacidade de alterar a molhabilidade de rochas carbonáticas através do tratamento com sistemas micelares ou microemulsionados. A caracterizaç...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2016
Main Author: Fernandes, Jéssica Emanuela de Araújo
Orientador/a: Dantas, Tereza Neuma de Castro
Format: Tese
Language:por
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Assuntos em Portugês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22511
Citação:FERNANDES, Jéssica Emanuela de Araújo. Síntese de tensoativos aminados e estudo das suas influências na molhabilidade de rochas carbonáticas. 2016. 135f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo Português:Neste trabalho foram sintetizados dois tensoativos catiônicos cloreto de dodecilamínio (DAC) e cloreto de N,N-dietildodecilamínio (NNDAC) para investigar sua capacidade de alterar a molhabilidade de rochas carbonáticas através do tratamento com sistemas micelares ou microemulsionados. A caracterização destes compostos foi feita através de espectroscopia de infravermelho, ponto de fusão e valores de concentração micelar crítica (c.m.c.). Os sistemas microemulsionados foram escolhidos de maneira a contemplar pontos ricos em matéria ativa, fase aquosa e fase oleosa e caracterizados por diâmetro de gotícula, tensão superficial, densidade e viscosidade. Os substratos calcário e carbonato de cálcio utilizados foram caraterizados por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise térmica (TG), difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X (FRX). Os sistemas microemulsionados preparados com DAC e caracterizados por micelas esféricas apresentaram menores diâmetros de gotícula se comparados com os mesmos sistemas para o NNDAC, com valores entre 100 e 225 nm para o primeiro tensoativo e na faixa de 500 a 980 nm para o segundo tensoativo. O efeito salino proporcionou a redução das interações eletrostáticas entre as cabeças das moléculas de tensoativo, ocasionando o empacotamento micelar com menor concentração e reduzindo os diâmetros das partículas. Os resultados de viscosidade e de tensão superficial confirmaram os dados de tamanho de partícula, já que os sistemas com menores concentrações de tensoativo apresentaram valores de viscosidade na faixa de 3 – 4,5 cP, enquanto os sistemas com maiores concentrações de matéria ativa, ou seja, que sugerem agregados estruturais maiores – lamelas – exibiram resultados entre 6,5 e 7,8 cP. A caracterização dos substratos inorgânicos mostrou a ocorrência da fase calcita e a ausência de substâncias ou contaminantes que comprometessem a rocha calcária utilizada. Os ensaios de molhabilidade mostraram que todos os tratamentos inverteram a molhabilidade da rocha carbonática de molhável ao óleo para molhável à água, mas os menores valores de ângulo de contato foram obtidos ao tratá-la com os sistemas microemulsionados formados com o NNDAC em meio salino. Os sistemas microemulsionados caracterizados pela ocorrência de lamelas foram os mais eficientes na diminuição dos valores de ângulo de contato. Já os sistemas com micelas diretas promoveram menor modificação de molhabilidade.
In this work two cationic surfactants were synthesized, dodecylaminium chloride (DAC) and N, N-diethyldodecylaminium (NNDAC) to investigate their ability to change the of carbonate rock wettability with treatment with microemulsion systems. The surfactant characterization was carried out through infrared spectroscopy technique, melting point and critical micelle concentration values (c.m.c.). Microemulsions with high composition of active matter, aqueous and oily phase and phase were characterized by droplet diameter, surface tension, density and viscosity. The limestone and calcium carbonate used were characterised by Fourier Transform Infrared Spectroscopy, thermal analysis (TG), x-ray diffraction (XRD) and x-ray fluorescence (FRX). Microemulsion systems prepared with DAC and characterized as spherical micelles showed smaller droplet diameters compared with similar systems for the NNDAC, with values between 100 and 225 nm for the first surfactant and between 500 and 980 to the second. The salt effect caused the reduction of electrostatic interactions between the polar heads of surfactant molecules, causing the micelle packaging with lower concentration and reducing the diameters. Viscosity and surface tension results confirmed the particle size data. The systems with lower surfactant concentrations presented viscosity values in the range of 3-4.5 cP, while the systems with higher concentrations of active matter, i.e. that suggest larger structural aggregates - lamella - exhibited results between 6.5 and 7.8 cP. The characterization of inorganic substrates showed the occurrence of calcite phase and the absence of substances or contaminants that compromise the limestone used. The wettability tests showed that all treatments have reversed the carbonate rock wettability of oil wet to water wet, but the lower contact angle values were obtained through treatment with microemulsion systems formed with the NNDAC in saline media. Microemulsion systems characterized by the occurrence of lamella were the most effective to reduce the contact angle values while systems with direct micelle promoted smaller micelles wettability change.