Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Присадки к маслам






Технический прогресс и проблемы защиты окружающей среды предъявляют все более жесткие требования к качеству масел. Эта задача на практике решается сочетанием углубления очистки базовых масел и применением высокоэффективных присадок.

Основные требования к присадкам таковы:

а) сохранять исходные свойства масел;

б) облагородить масла с точки зрения уменьшения коррозии, окисления, нагарообразования;

в) придать маслам новые физические свойства, например изменить вязкость, температуру застывания и т. д.;

г) стабилизировать химический состав масла.

В настоящее время известно множество разнообразных присадок различного назначения, которые подразделяются на группы. Среди большого разнообразия присадок необходимо выделить следующие из них: антиокислительные, антикоррозионные, депрессорные, вязкостные, моющие, противозадирные, антипенные, загущающие и др.

Далее рассмотрим основные из них более подробно.

13.3.1. Антиокислительные присадки. Добавка таких присадок к маслам типа трансформаторного, турбинного и подобным им, которые подвергаются окислению в объеме, значительно увеличивает срок эксплуатации без замены этих масел. Присутствие таких присадок (лучше в пакете с другими типами присадок) в моторных маслах, окисляющихся в тонком слое, повышает термоокислительную стабильность масел. Ниже приведены химические формулы основных антиокислительных присадок, применяемых в отечественной практике.

 

НО С(СН3)3 NHCH2C6H3OHR OR/ OR/

               
       
 
 


(СН3)3С O=C RO – P P – OR

СН3 NHCH2C6H3OHR S – Zn – S

R - изобутил

R/ - изооктил

ионол АзНИИ-11 ДФ-11

(2, 6-дитретбутил-4-метилфенол) (диалкилдитиофосфат цинка)

 

Как видно из приведенных формул, антиокислительные присадки содержат гетероатомы одного элемента (ионол), двух элементов (АзНИИ-11) и даже трех элементов (ДФ-11).

С ионолом готовят трансформаторные, турбинные, индустриальные и другие масла. Присадка ДФ-11 используется для приготовления моторных, трансмиссионных, гидравлических и других масел.

13.3.2. Антикоррозионные присадки. Моторные масла без присадок могут обладать корродирующими свойствами. Кроме того, в этом случае они также накапливают в своем объеме продукты коррозии. Для снижения такого отрицательного действия масел используют антикоррозионные присадки. В качестве подобных присадок применяют различные серу- и фосфорсодержащие органические соединения. Среди них необходимо выделить осерненные масла, сернистые эфиры жирных непредельных кислот, например рицинолевой и олеиновой. Противокоррозионными свойствами также обладают сульфиды алкилфенолов, эфиры фосфористой кислоты, соли органических сульфокислот, а также окисленный петролатум. Следует отметить, что антикоррозионными свойствами обладают и некоторые антиокислительные присадки, например ДФ-11, которая в своей молекуле содержит и серу, и фосфор. Общим свойством антикоррозионных присадок является способность образовывать на металлических поверхностях стойкие защитные пленки.

13.3.3. Моющие, антинагарные или диспергирующие присадки. Известно, что масла для двигателей внутреннего сгорания эксплуатируются в условиях, способствующих их глубокому окислению и термическому разложению. Эти явления приводят к нагаро- и осадкообразованию, возникновению лаковых пленок на поверхности деталей двигателей. Многие поверхностно-активные вещества снижают нагаро-, лако- и осадкообразование. Типичными представителями этой группы присадок являются соли щелочно-земельных металлов с длинными алифатическими цепочками, содержащие кислые полярные группы. В зависимости от доли металла в таких соединениях различают нейтральные, слабощелочные и высокощелочные присадки. Главным свойством этих присадок является диспергирующая способность, что позволяет им удерживать во взвешенном состоянии мелкодисперсные твердые частицы, образующиеся при эксплуатации масел. При этом такие присадки препятствуют укрупнению твердых частиц, адсорбируясь на твердой поверхности. В итоге образуется стабильная суспензия типа масло –нагар.

В качестве моющих присадок нашли промышленное применение представители различных классов органических соединений.

1. Соли ароматических сульфокислот – сульфонаты. Обычно – это соли бария или кальция, например сульфонат бария (ArSO2O)2 Ba, который получают путем сульфирования дизельного масла (присадка СБ-3). Другие присадки этого типа представляют собой кальциевые или бариевые соли диалкилнафталинсульфокислоты (R2C10H5SO2)2 Me.

2. Алкилфеноляты бария или кальция, например (RC6H4O)2 Ba (присадка ВНИИ НП-350).

3. Бариевая соль продукта конденсации алкилфенола с формальдегидом (присадка БФК) имеет формулу:

О – Ва – О

       
   
 
 


СН2

       
 
   
 


R R

 

Следует отметить, что все упомянутые в пунктах п. 1–3 присадки содержат в алкильных заместителях от 8 до 12 атомов углерода.

4. Алкилсалицилат кальция (присадка АСК) имеет формулу:

Здесь R – алкильные заместители с 14 – 18 атомами углерода.

 

5. Сукцинимидные присадки, например, один из представителей алкенилсукцинимида:

 

 

Здесь R – СН = СН – остаток полиолефина с молекулярной массой от 300 до 3000, R/ – остаток полиэтиленполиамида.

13.3.4. Депрессорные присадки. Задача депрессорных присадок заключается в снижении вязкости и температуры застывания масел, улучшении их прокачиваемости при низких температурах. Химические формулы некоторых из них представлены ниже:

АФК АзНИИ – ЦИАТИМ – 1

(алкилфенолят кальция)

 

Добавка этих присадок, а также некоторых других, например Д
(ПМА «Д») – продукта полимеризации эфира метакриловой кислоты и смеси жирных синтетических спиртов С 12С 18 нормального строения – значительно улучшает вязкостно-температурные свойства масел. В ряде случаев достигается снижение температуры застывания на 20 – 30 оС и даже больше.

 

Некоторые из депрессорных присадок обладают и другими полезными свойствами. Например, присадка АзНИИ - ЦИАТИМ - 1, кроме депрессорной является еще и моющей и антикоррозионной присадкой.

13.3.5. Противоизносные (противозадирные) присадки. В условиях граничной смазки, при которых детали машин и механизмов испытывают огромные давления, повышающие их износ и так называемый задир, к маслам добавляют специальные присадки, повышающие смазывающую способность масел. В особенности это касается трансмиссионных масел, предназначенных для смазывания зубчатых, червячных и других передач, в которых развивается давление до 3000 МПа.

В качестве подобных присадок используют разнообразные поверхностно-активные вещества, например высшие жирные кислоты (олеиновую, рицинолевую, стеариновую, пальмитиновую и др.) Для этой цели могут применяться также природные жиры и масла, и синтетические присадки, например, ксантогенатной природы:

 

S S

С4Н9 – О – С С – О – С4Н9

S – CH2 – CH2 – S

дибутилксантогенат этилена (присадка ЛЗ – 6/9)

 

Аналогичное строение имеет диизопропилксантогенат этилена (присадка ЛЗ-23к).

13.3.6. Вязкостные присадки. Назначение этих присадок – повышать вязкость масел при положительных температурах и не оказывать существенного влияния на них при отрицательных температурах. Обычно их применяют к маслам с невысокой вязкостью.

Как правило, присадки данного типа являются полимерными веществами, обладающими высокой вязкостью, и хорошо смешиваются с маслами. Среди подобных присадок наибольшее распространение получили полиизобутилены и полиметакрилаты с молекулярной массой от 4000 до 25000. При этом следует отметить, что чем выше молекулярная масса присадки, тем лучше она растворима в масле, тем выше ее термостабильность. Присадкам на основе полиизобутилена присвоена серия КП (КП-5, КП-10, КП-20). При этом чем выше цифра в маркировке, тем выше молекулярная масса присадки. Полиметилметакрилаты готовят путем сополимеризации эфиров метакриловой кислоты и спиртов С 7С 12 нормального строения. Имеется две марки присадки подобного типа: ПМА «В-1» и ПМА «В-2» с молекулярной массой от 3000 до 4000 и от 12000 до 17000 соответственно. Строение присадки на основе полиизобутилена выглядит следующим образом:

СН3 СН3 СН3

           
   
   


… СН2 – С – СН2 – С – СН2 – С – СН2 – …

           
   
   
 


СН3 СН3 СН3

 

 

Кроме упомянутых полиизобутиленов и полиметакрилатов, в России известно применение в качестве вязкостных присадок полиалкилстиролов и других полимеров.

Основным недостатком многих полимерных присадок является их невысокая химическая и механическая стабильность.

13.3.7. Противопенные присадки. В процессе перекачки, налива и других операций со смазочными маслами, когда имеет место их контакт с воздухом, возникает явление пенообразования. Повышенному пенообразованию могут способствовать и другие присадки, введенные в масло, например антиокислительные и моющие, обладающие поверхностно-активными свойствами. Для борьбы со вспениванием вводят антипенные присадки, которые не только предупреждают образование пены, но и разрушают эту воздушно-масляную коллоидную систему. Механизм действия таких присадок состоит в снижении прочности поверхностных пленок в результате адсорбции на них молекул противопенных присадок. Лучшими присадками этого типа считаются кремнийорганические соединения – силиконы или силоксаны. Одним из примеров такой присадки является присадка ПМС-200А – полиметилсилоксан, которая вводится в масло в микроколичествах ((1...5)× 10-3 %):

 

CH3 CH3 CH3

           
     


… – Si – O – Si – O – Si – O – ….

           
 
     
 


CH3 CH3 CH3

 

Вместо метильного заместителя могут находиться этил, метилфенил, этилфенил.

13.3.8.Многофункциональные присадки. Было отмечено, что ряд присадок обладает многофункциональными свойствами. Такие присадки вводить в масла удобнее, чем отдельно несколько разных присадок. Это тем более предпочтительно, если учесть тот факт, что некоторые присадки подавляют полезные свойства других.

Многофункциональные присадки могут быть или заранее приготовленным пакетом присадок разного действия, или одной многофункциональной присадкой, содержащей в своем химическом строении одновременно серу, фосфор, металлы и различные полярные функциональные группы.

Одной из таких многофункциональных присадок является упоминавшаяся ранее присадка ДФ-11, обладающая одновременно моющими, противоизносными, противокоррозионными, антинагарными и антиокислительными свойствами. Такое многообразие полезных свойств данной присадки определяется ее химическим строением:

 

 

C2H5 CH3

       
   


СН3(СН2)3СНСН2–О S S О – СН2СНСН3

Р Р

S – Zn – S

СН3(СН2)3СНСН2 – О О – СН2СНСН3.

       
   


C2H5 CH3

 

 

Совершенно другую химическую формулу имеет многофункциональная присадка ЭФО:

 

 

           
     
 


Ar S

P

S O – CH2 – CH – CH3 Zn BaO.

 
 


CH3 2

 

 

Здесь Ar – остаток высших ароматических углеводородов из экстракта фенольной очистки масел.

Присадка ЭФО характеризуется антиокислительными и противоизносными свойствами.

Существует шестибалльная система оценки функционального действия присадок. На основе этой системы составлена табл. 13.7.


Таблица 13.7

Функциональное действие различных присадок

    Тип присадки Свойства присадок и их оценка
  мою-щие диспергирую­щие нейтра-лизую-щие антикор-розионные проти-воиз-носные антиокисли-тельные противозадир- ные
Алкилфе-нольные              
Алкилсали-цилатные: низкоще-лочные высокощелочные (МАСК)              
             
Сульфатные: низкощело­чные средне- и высокоще­лочные              
             
Диалкилдитиофосфатные и диалкил-фенилдитио-фосфатные                            
Сукцинимидные              

Примечание: цифры имеют следующие значения: 5 – отлично; 4 – хорошо; 3 – удовлетворительно; 2 – слабо; 1 – неудовлетворительно; 0 – плохо.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.