Присадка к маслу

Химические соединения, улучшающие смазочные свойства ba se oil

Присадки к маслу представляют собой химические соединения, которые улучшают смазку характеристики базового масла (или масла «базовый компонент»). Производитель множества различных масел может использовать одно и то же базовое масло для каждого состава и может выбирать разные присадки для каждого конкретного применения. Присадки составляют до 5% по массе некоторых масел.

Практически все коммерческие моторные масла содержат присадки, независимо от того, являются ли масла синтетическими или нефтяными по мотивам. По сути, только моторные масла Американского института нефти (API) Service SA не имеют присадок, и поэтому они не способны защитить современные двигатели. Выбор добавок определяется применением, например масло для дизельного двигателя с непосредственным впрыском в пикапе (API Service CJ-4) имеет другие присадки, чем масло, используемое в небольшом бензиновый с двигателем подвесной мотор на лодке (масло для двухтактных двигателей).

• 1 Типы присадок
  • 1.1 Контроль химического разложения
  • 1.2 Для вязкости
  • 1.3 Для смазывающей способности
  • 1.4 Для контроля загрязнения
  • 1.5 По другим причинам
• 2 Присадки в вторичный рынок и противоречия
• 3 См. также
• 4 Ссылки
• 5 Внешние ссылки

Присадки к маслам жизненно важны для надлежащей смазки и длительного использования моторного масла в современных двигателях внутреннего сгорания. Без многих из них масло могло бы загрязняться, разрушаться, вытекать или не защищать детали двигателя должным образом при всех рабочих температурах. Не менее важны присадки к маслам, используемым в коробках передач, автоматических коробках передач и подшипниках. Некоторые из наиболее важных присадок включают те, которые используются для вязкости и смазывающей способности, контроля загрязнений, контроля химического разложения и кондиционирования уплотнения. Некоторые присадки позволяют смазочным материалам работать лучше в тяжелых условиях, таких как экстремальные давления и температуры, а также высокие уровни загрязнения.

Контроль химического разложения

• Моющие добавки, появившиеся еще в начале 1930-х годов, используются для очистки и нейтрализации масляных примесей, которые обычно вызывают отложения (масляный шлам ) на жизненно важных детали двигателя. Типичными детергентами являются сульфонаты магния.
• Коррозия или присадки, ингибирующие ржавчину, замедляют окисление металлов внутри двигателя.
• Антиоксидантные присадки замедляют разрушение масел на окисление. Типичными присадками являются органические амины и фенолы.
• Деактиваторы металлов, которые создают пленку на металлических поверхностях, чтобы металл не приводил к окислению масла.
• Основания могут использоваться для борьбы с химическим разложением базового масла в присутствии кислот. Когда масло подвергается сдвиговому износу и окислению воздухом и газами сгорания, оно будет иметь тенденцию собирать кислоты и увеличивать свое общее кислотное число (TAN). Например, кислоты разложения, обнаруженные в отработанном трансмиссионном масле, могут включать карбоциклические кислоты, кетоны, сложные эфиры и побочные продукты нитрования и сульфирования. Однако органические и неорганические основания и детергенты включены в большинство составов масел, как обсуждается в следующем параграфе, поэтому некоторые (но не все) из этих загрязняющих веществ будут нейтрализованы. Разложение трансмиссионного масла и срок его службы можно измерить по его ОКЧ.

Химическая структура диалкилдитиофосфата цинка, типичного противоизносного агента, содержащегося во многих моторных маслах.

• Щелочные присадки используются для нейтрализации кислот, упомянутых ранее, и также помогают предотвратить образование сульфатов в рабочем масле. Сформулированное масло часто будет содержать КОН (гидроксид калия ), сильное основание, в небольших количествах, поскольку оно является эффективным нейтрализатором, используемым при переработке нефти. Добавки, которые выполняют аналогичную функцию в моторном масле, включают сульфонаты, салицилаты и фенаты магния и кальция. Это упомянутые ранее моющие добавки. Чтобы измерить потенциал щелочности сформулированного масла, его тестируют, чтобы получить эквивалентное количество КОН, чтобы получить общее щелочное число (TBN) масла с единицами мг КОН на грамм масла. По мере ухудшения качества пакета присадок TBN будет уменьшаться до тех пор, пока не потребуется замена моторного масла. Дальнейшее использование масла приведет к образованию отложений, нагара и коррозии металла. Важным показателем деградации и долговечности моторного масла является его TBN по сравнению с новым маслом.

Для вязкости

• модификаторы вязкости повышают вязкость масла при повышенных температурах, улучшая его индекс вязкости (VI). Это предотвращает тенденцию масла становиться жидким при высокой температуре. Преимущество использования менее вязкого масла с присадкой, улучшающей вязкость, состоит в том, что оно будет иметь улучшенную низкотемпературную текучесть, а также будет достаточно вязким для смазывания при рабочей температуре. Большинство всесезонных масел имеют модификаторы вязкости. Некоторые синтетические масла разработаны с учетом всесезонных спецификаций без них. Модификаторы вязкости часто представляют собой пластичные полимеры. Практически для всех масел требуется определенный диапазон вязкости в качестве рабочей жидкости, поэтому вязкость является основным фактором, определяющим, подходит ли масло для любого конкретного применения. По мере ухудшения качества масла в процессе эксплуатации их вязкость будет уменьшаться, что в конечном итоге потребует их замены.
• Депрессанты, понижающие температуру застывания, улучшают текучесть масла при температурах.

Смазывающие свойства

• Модификаторы трения или уменьшители трения, такие как дисульфид молибдена, используются для увеличения экономии топлива за счет уменьшения трения между движущимися частями. Модификаторы трения изменяют смазывающую способность базового масла. Китовый жир использовался исторически.

Хлопья наночастиц из масляной присадки TriboTEX. Изображение, полученное с помощью электронного микроскопа, показывающее наноразмер.

• Агенты экстремального давления связываются с металлическими поверхностями, предотвращая их соприкосновение даже при высоком давлении.
• Противоизносные присадки или добавки, замедляющие износ, образуют пленку окружать металлические части, помогая держать их отдельно друг от друга. Диалкилдитиофосфат цинка или дитиофосфаты цинка, как правило, используются.
• Наночастицы, образующие алмазоподобные углеродные покрытия, улучшающие заделку и позволяющие достичь сверхсмазочной способности. Технология разработана совместно с Аргоннской национальной лабораторией и Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией и является основой продукта TriboTEX.
• Неорганический фуллереноподобный дисульфид вольфрама (IF-WS2) наночастицы с полой сферой (фуллерен -подобная) морфология, обеспечивает исключительную смазывающую способность, антифрикционные свойства и высокую ударопрочность (до 35 ГПа). Частица IF-WS2 была открыта профессором Решефом Тенне в Институте науки Вейцмана. В отличие от стандартных присадок к смазочным материалам, которые имеют пластинчатую -подобную структуру с умеренными трибологическими свойствами, частицы IF-WS2 (исключительно производимые ApNano - Nanotech Industrial Solutions) имеют десятки концентрических слоев в клетках, что делает их частицы выделяются при экстремальном давлении или нагрузке. Частицы IF-WS2 доступны в виде сухого порошка, а также в виде дисперсии в масле, воде и растворителе. Эти дисперсии используются в рецептурах различных смазок, консистентных смазок, жидкостей для металлообработки, покрытий, красок, и полимеры.

ПЭМ-изображение группы наночастиц научного уровня, произведенных Nanotech Industrial Solutions Corporation. Обратите внимание на форму, близкую к сферической, и наличие полого сердечника.

• Металлы износа от трения являются непреднамеренными добавками к маслу, но большинство крупных металлических частиц и примесей удаляются на месте с использованием либо магниты или масляные фильтры. Трибология - это наука, изучающая износ материалов.

Для контроля загрязнения

• Диспергенты удерживают загрязнители (например, сажу ) во взвешенном состоянии в масло для предотвращения их коагуляции.
• Противовспенивающие агенты (пеногасители) препятствуют образованию пузырьков воздуха и пены в масле, что может вызвать потерю смазки, точечная коррозия и коррозия, где увлеченный воздух и дымовые газы контактируют с металлическими поверхностями.
• Антимикробные вещества предотвращают распыление масла. Типичными антиваксирующими агентами являются силиконы.
• Модификаторы кристаллов воска представляют собой депарафинизирующие добавки, улучшающие способность масляных фильтров отделять воск от масла. Этот тип присадки применяется при очистке и транспортировке масла, но не для смазки.

По другим причинам

• вызывают набухание прокладок и уплотнений для уменьшения утечки масла.

Хотя моторное масло производится с множеством присадок, вторичный рынок присадки к маслу также существуют. Вопиющая непоследовательность массовых добавок к маслам на вторичном рынке заключается в том, что в них часто используются присадки, чуждые моторному маслу. С другой стороны, также продаются коммерческие добавки, предназначенные для увеличенных интервалов замены (для замены истощенных присадок в отработанном масле) или для составления масел in situ (для изготовления моторного масла на заказ из базового масла). Коммерческие присадки идентичны присадкам, содержащимся в серийных моторных маслах, в то время как массовые присадки содержат некоторые из них.

Некоторые добавки к маслам для массового рынка, особенно те, которые содержат ПТФЭ / тефлон (например) и хлорированные парафины (например, Dura Lube ), вызвали серьезную реакцию потребителей и Федеральной торговой комиссии США, которая исследовала многие массово продаваемые присадки к моторным маслам в конце 1990-х годов.

Хотя нет никаких оснований утверждать, что все присадки к маслам, используемые в упакованном моторном масле, являются хорошими, а все присадки к маслам послепродажного обслуживания - плохими, в отрасли послепродажного обслуживания существует тенденция делать необоснованные заявления относительно эффективность их масляных присадок. Эти необоснованные заявления побудили потребителей добавить в свои двигатели бутылку химикатов, которые не снижают выбросы, не улучшают износостойкость, не понижают температуру, не повышают эффективность или не продлевают срок службы двигателя больше, чем это могло бы (гораздо более дешевое) масло. Многие потребители убеждены, что послепродажные присадки к маслам работают, но многие потребители убеждены, что они не работают и на самом деле вредны для двигателя. Эта тема горячо обсуждается в Интернете.

. Хотя твердый ПТФЭ использовался в некоторых добавках к маслам на вторичном рынке, пользователи утверждали, что ПТФЭ слипается, забивая фильтры. Некоторые люди в 1990-х годах сообщали, что это подтверждено НАСА и университетами США. В защиту ПТФЭ следует отметить, что если частицы меньше, чем те, которые, по-видимому, использовались в 1980-х и 1990-х годах, то ПТФЭ может быть эффективной смазкой в ​​суспензии. Размер частицы и многие другие взаимосвязанные компоненты смазочного материала затрудняют однозначные заявления о том, полезен или вреден ПТФЭ. Хотя ПТФЭ называют «самым гладким веществом, известным человеку», вряд ли он принесет пользу, если останется в масляном фильтре.

• Присадка к топливу
• Присадка к бензину
• Анализ масла - Лабораторный анализ свойств и примесей смазочных материалов на масляной основе

1. ^ Thorsten Bartels et al. «Смазочные материалы и смазка» в Энциклопедии промышленной химии Ульманна, 2005 г., Вайнхайм. doi : 10.1002 / 14356007.a15_423
2. ^«Руководство API по моторным маслам, 2006» (PDF).
3. ^Chevron Oronite's дизельные присадки
4. ^ "TAN TBN - Spectro Scientific". www.spectrosci.com.
5. ^«Гидроксид калия в нефтегазовой промышленности - Continental Chemical».
6. ^Роджер Ф. Себеник и др. «Молибден и соединения молибдена» в Энциклопедии химической технологии Ульмана, 2005 г.; Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a16_655
7. ^Whale oil dexron Turbo Hydra-Matic 350 Автор Рон Сешнс], стр. 20.
8. ^«Моторное масло ZDDP - Mustang Monthly». Мустанг 360.
9. ^Чанг, Цюин; Руденко, Павел; Миллер, Дин Дж; Вэнь Цзяньго; Берман, Диана; Чжан, Юэпэн; Арей, Брюс; Чжу, Цзыхуа; Эрдемир, Али (2017). «Оперативное формирование пограничной пленки сверхнизкого трения из синтетической добавки гидроксида кремния магния». Tribology International. 110: 35–40. DOI: 10.1016 / j.triboint.2017.02.003.
10. ^http://viewer.zmags.com/publication/33a7b8ec#/33a7b8ec/12
11. ^Штат Квакер снимает обвинения FTC против Slick 50 на сумму 10 миллионов долларов США в 1997 году.
12. ^Dura Lube снимает обвинения с FTC. Архивировано 15.01.2013 на Wayback Machine путем выплаты 2 млн долларов США в качестве компенсации потребителям в 2000 году.
13. ^A Отчет об исследовании НАСА якобы говорит о Присадки к маслу из ПТФЭ: «В рассмотренных нами типах контакта с поверхностью подшипника мы не увидели никаких преимуществ. В некоторых случаях мы наблюдали отрицательный эффект. Твердые частицы в масле имеют тенденцию накапливаться на впускных отверстиях и действовать как плотина, которая просто блокирует попадание масла. Вместо того, чтобы помогать, он фактически лишает части смазки ». Источник этой цитаты неизвестен, но сама цитата присутствует в статье журнала, на которую ссылаются ниже.
14. ^См. Статью Фреда Рау в журнале Road Rider Magazine (ныне Motorcycle Consumer News) от августа 1992 года, которая была широко переиздана, а также см. Oilfilters.htm для современного обсуждения.
15. ^См. Nanoflon, PTFE, который достаточно мал для суспендирования в смазочных материалах и используется в коммерческих целях для этой цели.
16. ^Представляем ПТФЭ: сильнодействующая смола, хорошо хранимый секрет Оуэн Хитвол, апрель 1981 г., для QMI.
17. ^«Двигатели Эдвардс - Технические характеристики». 24 февраля 2010 г. Архивировано с оригинала 24 февраля 2010 г.

• Панель по добавкам к нефти Американского химического совета ссылка на производителей присадок к маслам.