Caracterização e funcionalização de resíduo de microfibras de celulose para aplicação em pastas de cimento para poços de petróleo

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Lima, Mailon Aguimar de
• Orientador(a): Freitas, Júlio Cezar de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Resíduo; Fibra de algodão; Processo de lixamento; Cimentação de poços de petróleo; Interação fibra-matriz
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21564

Atualmente, estima-se que a produção mundial de algodão atinja uma marca superior a 26 milhões de toneladas. Destas, cerca de 8% torna-se resíduo, o qual é descartado de maneira inapropriada, resultando em problemas ambientais. Neste contexto, estudos visando o reaproveitamento destes resíduos, tornam-se viáveis tanto no contexto ambiental, quanto no contexto econômico. Assim, o objetivo deste trabalho é de avaliar a influência da adição de diferentes teores e tamanhos de resíduo de fibra de algodão gerado a partir do processo de lixamento: resíduo cru e funcionalizado, como material de reforço em matrizes de cimento CPP Classe Especial para poços de petróleo. A funcionalização da fibra foi feita com o polieletrólito poli dialil dimetil amônio (PDDACl), através da imerção desta em solução contendo 5% em massa de PDDACl com relação a massa do resíduo, a 70°C por 30 minutos. O material foi filtrado e secado em estufa. Foram realizados ensaios de TGA/DSC, FTIR, MEV e DRX para caracterizar a fibra crua e funcionalizada, além do emprego da técnica de colorimetria para aferir a efetiva funcionalização da fibra. Avaliou-se também a resistência da fibra ao meio alcalino simulando o pH da pasta de cimento. Testes de resistência à tração por compressão diametral foram executados com o objetivo de avaliar a interação do resíduo com a matriz.Utilizou-se o ensaio de resistência à tração por compressão diametral (TCD) para avaliar o efeito das fibras no comportamento mecânico da matriz de cimento. Avaliou-se o tipo da fibra: crua ou funcionalizada; concentração: 0,5 e 1,0% e granulometria: grosso (retido em 14 mesh) e fino (passante em 28 mesh) em matrizes de cimento com 7 dias de cura. A caracterização apontou que o resíduo é constituído quase que exclusivamente por celulose, além de ser altamente resistente ao meio alcalino. Análises colorimétricas, após tingimento e lavagem do resíduo, e Imagens SEM, demonstraram que o PDDACl aderiu-se de fato à superfície do resíduo por adsorção física. Os resultados dos ensaios de TCD apontam que o ganho de resistência é proporcional a concentração de resíduo celulósico utilizado. O resíduo de menor tamanho também apresentou melhores resultados. Para o resíduo funcionalizado, o teor de 0,5% resultou em perda das propriedades mecânicas, em contrapartida, o uso de 1% do resíduo funcionalizado apresentou os melhores resultados.