Development of dispersions of acetylated cellulose pulp and vegetable oil for lubricant applications: influence of reaction temperature

Abstract

The aim of this work was to develop stable gel-like dispersions based on acetylated cellulose pulps and castor oil. For this purpose, the pulps were acetylated and the influence of the temperature of the acetylation reaction on the final properties of the dispersions was studied. For the reaction, kraft cellulose pulp was used with a ratio (1:15) of acetic anhydride and sulphuric acid (catalyst), varying the reaction temperature (20, 40, 60, 80 y 100ºC), during 5 hours. The acetylated pulps were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and the degree of substitution was obtained by heterogeneous saponification and subsequent inverse titration with HCl to determine the percentage of acetyl groups. Then, the dispersions were obtained and rheologically characterized. The results showed that the temperature of reaction has a great influence on the values of the degree of substitution of pulps and obviously, on the rheological properties of the dispersions.

El objetivo de este trabajo fue desarrollar dispersiones estables tipo gel basadas en pastas de celulosa acetiladas y aceite de ricino. Para ello, las pastas se acetilaron y se estudió la influencia de la temperatura de la reacción de acetilación en las propiedades finales de las dispersiones. Para la reacción, se empleó pasta de celulosa kraft con una proporción (1:15) respecto anhídrido acético y ácido sulfúrico (catalizador), modificando la temperatura de reacción (20, 40, 60, 80 y 100ºC) durante un tiempo de 5 horas. Las pastas acetiladas se caracterizaron mediante análisis termogravimétrico (TGA), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y el grado de sustitución se obtuvo mediante saponificación heterogénea y posterior valoración inversa con HCl para determinar el porcentaje de grupos acetilos de las pastas. Posteriormente, se procesaron y caracterizaron reologicamente las dispersiones. Los resultados obtenidos demostraron que la temperatura de acetilación tiene una gran influencia en los valores del grado de sustitución de las pastas y por tanto, en las propiedades reológicas de las dispersiones obtenidas.