Aditivi za podmazivanje: Sveobuhvatan vodič

Мазива држе свет да се окреће. Када се нешто помери, требало би да буде присутно мазиво да би се смањило трење или хабање између површина. Али шта чини мазива тако јединственим у нашој индустрији? Да ли је то само базно уље?

Не, овде је моћ адитиви за мазива заиста сија, област коју многи занемарују. Овај чланак се више фокусира на неопеване хероје индустрије, укључене типове, њихове функционалности и неке изазове.

Зашто су нам потребни адитиви за мазива?

Пре него што уђемо у свет адитива, вратимо се на основе: зашто су они потребни? Мазиво се састоји од базног уља и адитива. У зависности од врсте уља, за различите примене ће се користити различити односи адитива. Поред тога, сваки ОЕМ мазива ће имати своју јединствену формулу за своје мазиво.

Да бисмо ово поједноставили, можемо замислити да направимо шољу чаја. Прво што нам треба је мало топле воде у шољици. Ово може бити наше базно уље. Може се користити самостално (неки пију топлу воду или је користе у друге сврхе), али ако желимо да направимо шољицу чаја, морамо додати нешто.

У зависности од сврхе за коју пијете чај, можете одабрати одређени укус. Можда мента за побољшање варења или за побољшање концентрације или камилица која ће вас смирити.

Ове ароме могу представљати различите врсте уља: уља за мењаче, турбинска уља или моторна уља. Различите мешавине су погодне за различите примене.

Сада, док смо кесицу чаја додали у топлу воду (а неки људи могу да пију овакав чај), други треба да додају заслађивач или млеко. Ово су адитиви базном уљу (топла вода).

У зависности од преференција особе која пије чај, биће различите количине заслађивача (мед, стевија или шећер) и различите количине млека (обично, немасно, овсено, без млечних производа). Комбинације су бескрајне!

Исто се може рећи и за адитиве у готовим мазивима. У зависности од врсте уља (арома чаја, уље за моторе или турбинско уље) и његове примене (особа која пије чај, са преференцијама у исхрани да не садржи млечне производе или шећер), комбинација адитива за подмазивање и њихови односи ће се разликовати. Проценат адитива може варирати од 0,001 до 30% у зависности од врсте уља.

Готово мазиво ће имати својства комбинованог базног уља и адитива. Хајде да истражимо како ови адитиви функционишу и њихове карактеристике мало даље.

Врсте адитива за мазива

Постоји много врста адитива за мазива, а различите формулације постоје од различитих добављача. У овом одељку ћемо покрити најчешће адитиве који се налазе у готовим мазивима.

Депресори тачке течења

Све течности имају одређену температуру на којој могу ефикасно да теку. Вискозитет течности и тренутна температура одређују колико се брзо креће. Као што назив имплицира, средства за смањење тачке течења могу помоћи у снижавању температуре на којој тече мазиво1.

Средства за побољшање индекса вискозности

Средства за побољшање индекса вискозности are also known as Viscosity Modifiers2. They assist the lubricant in increasing its viscosity at higher temperatures, allowing lubricants to operate in wider temperature ranges.

Модификатори трења

Када се две површине трљају једна о другу, формира се трење. У зависности од врсте и степена трења, неке површине могу доживети заваривање, па чак и хабање лепка. Ово је место где модификатори трења могу помоћи смањењем сила трења које су повезане са осцилацијама и буком.

Средства против пене (против пене)

Нека мазива подлежу стварању пене у њиховим системима. Када се прави пена, она значајно утиче на функције мазива и може довести до прекомерног хабања услед недостатка подмазивања (ометају површину мазива), кавитације (због присуства ваздушних мехурића), па чак и повећане оксидације (због присуства ваздуха заробљеног у систему). Пена такође може утицати на способност течности да преноси топлоту или хлади. Средства против пене или адитиви против пене смањују количину произведене пене.

Инхибитори оксидације (антиоксиданси)

Оксидација се јавља у већини мазива. Током процеса оксидације појављују се слободни радикали који се размножавају да би формирали алкил или перокси-радикале и хидропероксиде, који на крају реагују са осталима и формирају нуспроизводе оксидације. Током фазе размножавања, антиоксиданси се обично користе да неутралишу слободне радикале или разлажу хидропероксиде3. Као такви, ови адитиви су по својој природи жртвовани, јер штите базно уље од оксидације тако што се исцрпљују.

Постоји много врста антиоксиданата, укључујући феноле и ароматична једињења азота, ометане феноле, ароматичне амине, цинк дитиофосфате и неколико других.

Инхибитори рђе и корозије

Ако су кисеоник и вода присутни на месту које садржи гвожђе, онда се може формирати рђа. Корозија утиче на обојене метале у присуству киселина у мазиву1. Већина делова опреме прилично лако подлеже рђи и корозији, тако да су ови инхибитори развијени да ублаже ове ефекте формирањем заштитних слојева на површинама опреме.

Детерџенти и дисперзанти

Детерџенти и дисперзанти се често збуне јер обично раде заједно како би спречили накупљање наслага у уљима. Детерџенти неутралишу претходнике наслага (посебно у моторним уљима), док дисперзанти суспендују потенцијални муљ или материјале који формирају лак4.

Адитиви против хабања

Адитиви против хабања смањују трење и хабање, посебно током граничних услова подмазивања. Дизајнирани су да смање хабање када је систем изложен умереном напрезању2.

Адитиви за екстремне притиске

Адитиви за екстремни притисак се обично мешају са адитивима против хабања, или се називи користе наизменично. Међутим, адитиви за екстремни притисак почињу да делују када систем доживи велики стрес и покушавају да спрече заваривање покретних делова, за разлику од адитива против хабања, који делују када систем доживи умерено оптерећење.

Како функционишу адитиви за мазива?

Сваки адитив функционише другачије како би произвео своју функцију на базном уљу и укупном готовом мазиву. Овај одељак ће истражити како функционише сваки од адитива за мазива и неке од изазова са којима се може суочити.

Депресори тачке течења

Као што је горе наведено, средства за смањење тачке стињања помажу у контроли протока мазива. Ово се постиже модификацијом кристала воска присутних у базном уљу мазива. На нижим температурама, течност обично има проблема са изливањем због присуства молекула воска у базном уљу1.

Постоје две главне врсте депресора тачке течења, наиме;

• Алкилароматски полимери адсорбују на кристале воска док се формирају, спречавајући их да расту и пријањају један за други. Ово ефикасно контролише процес кристализације и осигурава да се мазиво може сипати.
• Полиметакрилати кокристалисати са воском да спречи раст кристала.

Иако ови адитиви не спречавају у потпуности раст кристала воска, они снижавају температуру на којој се формирају ове круте структуре. Ови адитиви могу постићи депресију тачке течења до 28°Ц (50°Ф); међутим, уобичајени опсег је обично између 11-17°Ц (20-30°Ф).

Прагови растворљивости могу ограничити употребу ове врсте адитива да би се постигао жељени ефекат на базно уље.

Средства за побољшање индекса вискозности

Ови адитиви су типично дуголанчани полимери високе молекулске тежине који мењају своју конфигурацију у мазиву на основу температуре4. Када је мазиво у хладном окружењу, ови полимери усвајају намотани облик како би се смањио утицај на вискозитет. С друге стране, у врућем окружењу, они ће се исправити, омогућавајући уљу да произведе ефекат згушњавања.

Иако је пожељније користити полимере високе молекуларне тежине (пошто они пружају бољи ефекат згушњавања), ови дуголанчани молекули су такође подложни деградацији услед механичког смицања. Због тога се мора постићи равнотежа између молекуларне тежине и услова стабилног рада на смицање.

Још један изазов за формулаторе је да уравнотеже склоност полимера ка смицању са очекиваним згушњавањем вискозитета услед оксидативних процеса и смањењем вискозитета услед разблаживања горива1.

Модификатори трења

Они се обично такмиче са адитивима против хабања и екстремног притиска (и другим поларним једињењима) за површину простора. Међутим, они се активирају на температурама када АВ и ЕП адитиви још нису активни. Дакле, они формирају танке мономолекуларне слојеве физички адсорбованих поларних растворљивих производа или трибохемијских слојева угљеника који смањују трење, који показују ниже понашање трења од АВ и ЕП адитива2.

Постоје различите групе модификатора трења на основу њихове функције. Неки су механички обрађени ФМ (чврста једињења за подмазивање, нпр. молибден дисулфид, графит, ПТФЕ, итд.), адсорпциони слојеви који формирају ФМ (нпр. естар масних киселина, итд.), трибохемијски реакциони слојеви који формирају ФМ, полимер трења који формира ФМ и органометална једињења.

Средства против пене (против пене)

Када се пена формира у мазиву, ситни ваздушни мехурићи постају заробљени или на површини или изнутра (названа унутрашња пена). Средства против пене делују тако што се адсорбују на мехур пене и утичу на површински напон мехурића. Ово узрокује коалесценцију и разбија мехур на површини мазива1.

За пену која се формира на површини, звану површинска пена, користе се средства против пене са нижим површинским напоном. Обично нису растворљиви у базном уљу и морају бити фино дисперговани да би били довољно стабилни чак и након дуготрајног складиштења или употребе.

С друге стране, унутрашња пена, која представља фино дисперговане мехуриће ваздуха у мазиву, може да формира стабилне дисперзије. Уобичајени средства против пене су дизајнирани да контролишу површинску пену, али стабилизују унутрашњу пену2.

Инхибитори оксидације

Као што је горе наведено, антиоксиданси се обично користе током фазе размножавања да неутралишу радикале који чисте или разлажу хидропероксиде3. Постоје два главна облика антиоксиданата: примарни и секундарни антиоксиданси.

Примарни антиоксиданси, такође познати као чистачи радикала, уклањају радикале из уља. Најчешћи типови су амини и феноли.

Секундарни антиоксиданси су дизајнирани да елиминишу пероксиде и формирају нереактивне производе у мазиву. Неки примери укључују цинк дитиофосфат (ЗДДП) и сумпорисане феноле.

Такође постоје мешовити антиоксидативни системи где два антиоксиданса имају синергистички однос. Један пример је однос између фенола и амина, где се феноли троше рано током оксидације, док се амини исцрпљују касније. Други пример је коришћење примарних и секундарних антиоксиданата за уклањање радикала и хидропероксида.

Инхибитори рђе и корозије

Инхибитори рђе и корозије су обично дуги алкилни ланци и поларне групе које се могу адсорбовати на површини метала у густо збијеној формацији хидрофобних слојева.

Међутим, ово је површински активан адитив и као такав се такмичи са другим површински активним адитивима (као што су адитиви против хабања или екстремног притиска) за металну површину. Постоје две главне групе адитива против корозије: адитиви против рђе (за заштиту црних метала) и метални пасиватори (за обојене метале2).

Рус инхибитори имају велику поларну привлачност према металним површинама. Они формирају чврст, непрекидан филм који спречава да вода допре до металне површине. Такође се мора напоменути да загађивачи могу да унесу корозију у уље, баш као што се производе органске киселине.

Детерџенти и дисперзанти

Детерџенти су поларни молекули који уклањају супстанце са површине метала, слично деловању чишћења. Међутим, неки детерџенти такође пружају антиоксидативна својства. Природа детерџента је посебно важна јер детерџенти који садрже метал производе пепео (обично калцијум, литијум, калијум и натријум)1.

С друге стране, дисперзанти су такође поларни и задржавају загађиваче и нерастворљиве компоненте уља суспендоване у мазиву. Они минимизирају агломерацију честица, што заузврат одржава вискозитет уља (у поређењу са спајањем честица, што доводи до згушњавања). За разлику од детерџената, дисперзанти се сматрају без пепела. Обично раде на ниским радним температурама.

Адитиви против хабања

Они су обично поларни са молекулима дугог ланца који се адсорбују на металне површине да би формирали заштитни слој. Ово може смањити трење и хабање у благим условима клизања. Обично се ови адитиви формирају од естара, масних уља или киселина, који могу да раде само при ниским или умереним нивоима стреса у систему.

Најчешћи облик против хабања је ЗДДП, који се користи у моторним или хидрауличним уљима. С друге стране, за системе који захтевају ту карактеристику постоји и безпепелни фосфорни тип антихабајућег материјала, а трицреисл фосфат је уобичајен избор.

Адитиви за екстремне притиске

Пошто адитиви за екстремне притиске постају активни само када су више температуре или већа оптерећења на систему, зарадили су назив „адитиви против хабања“.

За разлику од адитива против хабања, адитиви за екстремне притиске реагују хемијски са клизним металним површинама и формирају релативно нерастворљиве површинске филмове. Ова реакција се дешава само на вишим температурама, понекад између 180-1000°Ц, у зависности од врсте ЕП адитива који се користи1.

Мора се напоменути да чак и са присуством ЕП адитива у мазиву, и даље ће доћи до хабања током периода пробијања, јер адитиви тек треба да формирају своје заштитне слојеве на површинама.

ЕП адитиви такође морају бити дизајнирани за систем који штите јер различити метали имају различиту реактивност (ЕП адитиви дизајнирани за системе челик на челик можда нису прикладни за системе од бронзе јер нису реактивни са бронзом).

ЕП адитиви такође доприносе полирању клизних површина јер доживљавају најзначајнију хемијску реакцију када су неравнине у контакту и када су локализоване температуре на највишој температури. Они се обично стварају од једињења која садрже сумпор, фосфор, борат, хлор или друге метале4.

Да ли се адитиви за мазива временом разграђују?

Као што је раније напоменуто, већина адитива може да се исцрпи током времена како се истроше у својим различитим функцијама. Адитиви за заштиту од хабања и рђе континуирано облажу површине метала за спајање.

Ово може довести до смањења њихове почетне концентрације током времена све док не достигне тачку у којој је концентрација адитива прениска да би пружила било какву заштиту. У овом случају, он није деградиран, већ исцрпљен.

Ранијих година су преовладавали проблеми са одвајањем адитива од готовог мазива због филтрације. Међутим, са еволуцијом технологије и бољих пракси, ово више није уобичајен проблем са којим се суочавају оператери.

У прошлости, оператери су приметили често зачепљење својих филтера и накнадно смањење концентрације адитива, чинећи уље незаштићеним. Уобичајено је да се примећују адитиви који се таложе на дно бубња са уљем након што су неко време стајали на месту.

У суштини, адитиви за мазива се не разграђују током времена; уместо тога, њихове концентрације се смањују, што помаже да се мазиво деградира брже од готовог мазива са већим концентрацијама адитива.

Иновације и будући трендови за адитиве

Како изгледа будућност адитива у нашој индустрији? Хоће ли потпуно нестати?

Према мојим проценама, далеко смо од тога. Индустрија мазива је еволуирала током година, уз много напретка са хемијске стране, која је развила боље прилагођене адитиве, и са стране ОЕМ, која је подстакла хемичаре да развију адитиве за мазива који се могу прилагодити променама опреме.

ОЕМ произвођачи стварају више компоненти које могу да издрже више температуре, повећане притиске и захтевнија окружења. Мазива се такође морају развити за ову специфичну употребу, а технологија адитива ће наставити да се развија како се те границе померају.

Вођени смо и ка еколошки прихватљивијим производима, а на тој листи су и адитиви. Већина метала који се користе у производњи адитива (као што су ЕП или АВ адитиви) су токсични по животну средину, а алтернативе се откривају.

У области трибологије, такође се настављају истраживања о начинима смањења трења и хабања. Ово је повезано са истраживањем интеракције различитих површина и начина на који мазива могу ефикасно да смање коефицијент трења, што доводи до повећане енергетске ефикасности и ефикасности горива у неким случајевима.

Адитиви за мазива ће постојати неко време јер све што се креће треба да буде подмазано, а базна уља немају сва потребна својства да поднесу различите температуре и друге услове са којима се машина сусреће.

Иако ће се њихова структура променити да би се прилагодила како би пружила еколошки прихватљивији утицај, њихове функције ће се такође развијати на основу њихових будућих захтева.

Како одабрати уље за мењач и погон за своје возило

Нема коментара

Како одабрати уље за мењач и погон за своје возило Discover More When it comes to keeping your vehicle running smoothly and efficiently, selecting the right transmission and drivetrain oil is paramount. These oils play critical roles in reducing wear and tear, optimizing performance, and extending the lifespan of your vehicle. However, with the variety of options available on the market, choosing the most suitable product can be challenging. This guide will help you navigate the complexities of selecting

Прочитај више »

Изврсност петрохемије Руманза у УАЕ: Потицање иновација

Нема коментара

Руманза Петроцхемицалс у УАЕ: Подстицање иновација Откријте више Уједињени Арапски Емирати (УАЕ), центар индустријских иновација и напретка, увек су били на челу напретка у петрохемијској технологији. Међу водећим факторима који доприносе овом напретку је Руманза Петроцхемицалс, компанија која доследно помера границе изврсности. Са разноврсним портфељем висококвалитетних петрохемијских производа, укључујући бензен, битумен, дизел, лож уље, ложиво уље, бензин, керозин, течни природни гас (ЛНГ), течни нафтни гас (ЛПГ), уље за прераду гуме, толуен,

Прочитај више »

Водич за типове батерија и њихову употребу у аутомобилској индустрији

Нема коментара

Водич за типове батерија и њихову употребу у аутомобилској индустрији Discover More Batteries play a pivotal role in the operation of vehicles, powering everything from the engine’s ignition to high-tech systems in modern cars. With advancements in technology, the range of automotive batteries has diversified, making it crucial for vehicle owners to understand their options. This guide explores different battery types, their applications, and maintenance practices to help you make informed decisions. Introduction to Automotive Batteries Automotive batteries are the heart

Прочитај више »

Водич за одабир моторног уља за аутомобиле

Нема коментара

Водич за одабир моторног уља за аутомобиле Discover More Selecting the right engine oil is crucial for ensuring the longevity and performance of your vehicle. With various types of engine oils available in the market, each tailored to specific engine types and driving conditions, understanding what suits your vehicle can seem challenging. This comprehensive guide will help you navigate through the maze of automotive engine oils and make an informed decision. Ensuring the health and longevity of your vehicle

Прочитај више »