Propriedades interfaciais e morfológicas de filmes monomoleculares contendo anfifílicos do petróleo

Abstract

O presente trabalho descreve o comportamento interfacial de filmes contendo anfifílicos do petróleo, avaliando aspectos termodinâmicos e morfológicos, contribuindo com estudos de estabilidade do petróleo, a partir da descrição do comportamento reológico e da determinação dos parâmetros termodinâmicos. A metodologia experimental inclui a extração (procedimento IP 143) e caracterização das frações do petróleo (frações SARA), além da análise das propriedades dos filmes, através dos ensaios de histerese utilizando a Cuba de Langmuir. Observa-se através dos módulos de elasticidade obtidos que as frações Saturados e Aromáticos apresentam comportamentos semelhantes para compressão e expansão, e as frações Resinas e Asfaltenos apresentam comportamento semelhante para compressão. O comportamento do filme de Resinas no processo de histerese indica uma elevada interação entre as moléculas, a ponto de ocorrer uma queda acentuada da pressão superficial no momento da expansão, não sendo possível que o filme retorne ao seu estado inicial. Além disso, o filme de Saturados apresentou a menor energia dissipada no ciclo de histerese, em relação aos outros filmes, sendo que isso está relacionado com sua interação molecular mais fraca. O máximo valor obtido para as misturas Asfaltenos/Resinas para o processo de compressão foi de 80,515 mN/m e para expansão de 265,958 mN/m, sendo ambos para a mistura A60/R40. As áreas em excesso obtidas para as misturas Asfaltenos/Resinas indicam que no processo de compressão as interações moleculares são em sua maioria menos intensas e no processo de expansão as interações moleculares são mais intensas, em relação ao observado para os componentes puros. Observa-se comportamento similar para a energia de Gibbs em excesso e para a energia de Gibbs da mistura Asfaltenos/Resinas

This work describes the interfacial behavior of films containing petroleum amphiphiles, evaluating thermodynamic and morphological aspects, contributing to studies of petroleum stability, from the description of the rheological behavior and the determination of the thermodynamic. The experimental methodology includes the extraction (procedure IP 143) and characterization of the oil fractions (SARA fractions), in addition to the analysis of the properties of the films, through hysteresis tests using the Langmuir Trough. The elasticity modulus values shows that Saturate and Aromatic fractions have similar behavior for compression and expansion, and that Resin and Asphaltene fractions have similar behavior for compression. The behavior of the resin film in the hysteresis process indicates a high interaction between the molecules, leading to a sharp surface pressure drop at the time of expansion, so that the film cannot return to its initial estate. In addition, the Saturate film dissipated less energy in the hysteresis cycle than the other films, which is related to its weaker molecular interaction. The maximum value obtained for the Asphaltenes/Resins mixtures for the compression process was 80.515 mN/m and 265.958 mN/m for expansion, both for the A60/R40 mixture. The excess areas obtained for the Asphaltene/Resin mixtures indicate that in the compression process the molecular interactions are mostly less intense and, in the expansion process the molecular interactions are more intense, in relation to what was observed for the pure components. The behavior is similar to that observed for the excess Gibbs energy and for the Gibbs energy change of mixing Asphaltenes/Resins