ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Присадки, снижающие температуру текучести (депрессорные присадки) из "Новейшие достижения нефтехимии и нефтепереработки том 7-8" В качестве присадок в смазочных маслах применяют высокомолекулярные полимеры трех видов индексные присадки — повышающие индекс вязкости, полимерные моющие присадки и депрессоры — снижающие температуру текучести. Последние будут рассмотрены в разделе, посвященном депрессорным присадкам в целом. [c.34] Применение полимерных индексных и моющих присадок сиздало предпосылки для производства всесезонных или широкотемпературн[эГХ масел. Такие масла начали выпускать для облегчения низкотемпературного запуска двигателя еще в 30-х годах, но лишь в последние годы были изучены все важнейшие факторы, оказывающие влияние на их свойства. Углубленное изучение этих факторов позволило разработать смазочные материалы исключительно высокого качества. В настоящее время масла, загущенные полимерными присадками, составляют 25% общего объема сбыта моторных масел в США. [c.34] Механизм повышения индекса вязкости. Назначение индексных присадок — улучшение вязкостно-температурных характеристик товарного масла. Эта цель может быть достигнута глубокой очисткой базовых масел или применением специальных органических веществ — синтетических масел. Однако масла, загущенные полимерами, значительно дешевле, чем. продукты, получаемые обоими указанными методами. Кроме того, так как вязкость масел, защищенных полимерами (как будет показано дальше), при высоких напряжениях сдвига снижается, они обладают такими эксплуатационными преимуществами, которые не могут быть достигнуты при использовании незагущенных жидкостей. [c.35] Масла В н Г приготовлены загущением масла А двумя различными полимерными присадками с получением масел, равновязких при 99° С маслу Б. Видно, что вязкость масла В, загущенного полиизобутиленом, увеличивается по сравнению с вязкостью масла А во всех случаях приблизительно в три раза, независимо от температуры. Другими словами, отношение вязкостей загущенного и базового масла остается приблизительно постоянным и не зависит от температуры. Поэтому вязкость масла В изменяется с температурой так же, как вязкость масла Л, и в абсолютных единицах вязкостно-температурные характеристики обоих масел одинаковы. Однако вследствие самого характера шкалы индекса вязкости, индекс вязкости масла В оказывается значительно выше (143 вместо 97). Следоват пьно, физический смысл индекса вязкости является важнейшим фактором, объясняющим возрастание этого показателя при введении далимерных присадок. [c.36] Очевидно, что относительное повышение вязкости или степени загущения масла Г, содержащего полиалкилметакрилатную присадку, зависит от температуры. Вязкость масла Г при 99° С в 3, а при 38° С всего в 2,3 раза больше, чем масла Л. Это различие вязкостей вызывается тем, что растворимость полиизобутилена в масле практически не зависит от темнердтуры, растворимость же полимерного метакрилата обнаруживает отчетливую температурную зависимость поэтому изменение объема и загущающая способность полиалкилметакрилата увеличиваются с повышением температуры. Это дополнительно повышает индекс вязкости масла Г по сравнению с маслом В (159 вместо 143). Температурная зависимость растворимости полимера является вторым важным фактором. [c.36] Физическая и химическая стабильность. Для оценки эксплуатационных свойств полимерной присадки в компаундированных маслах помимо загущающей способности и повышения индекса вязкости важны три других свойства стойкость к напряжениям сдвига, влияние напряжений сдвига на загущающую способность полимера, химическая и термическая его стабильность. [c.37] С точки зрения практической разработки полимерных присадок и рецептур смазочных масел важнейшим критерием, определяющим стойкость полимера к напряжению сдвига, является средний молекулярный вес полимера применяемого типа. Для полиизобутиленов и полиметакрилатов это влияние показано на рис. 4 (где молекулярный вес выражен через загущающую способность). Вследствие такого влияния молекулярного веса характеристики полимеров, состоящих из неоднородных по степени полимеризации компонентов, оказываются в условиях высоких напряжений сдвига значительно хун е, чем полимеров одинакового среднего молекулярного веса, но более однородных по степеням полимеризации компонентов. [c.37] Важнейшим результатом разрыва цепи полимерной присадки является снижение вязкости. Поскольку загущающая способность полимера приблизительно пропорциональна его молекулярному весу, разрыв одной молекулы на две молекулы с одинаковой длиной цепи снижает загущающую способность приблизительно вдвое. Таким образом, хотя применять высокомолекулярные полимеры, обладающие более высокой загущающей способностью, экономически выгодно, нужно помнить, что вследствие низкой стойкости к напряжениям сдвига их вязкость быстро падает при эксплуатации. Поэтому при разработке рецептуры масла необходимо учитывать не только стоимость присадки, но и ее стойкость в условиях сдвига. [c.37] С высокими скоростями сдвига вязкость загущенного масла значительно снижается, вследствие чего увеличивается отдаваемая мощность или уменьшав гея расход топлива. Скорость сдвига в зоне поршневых колец, определяющая расход масла, невелика, и удельный расход масла низок. Это приводит к уменьшению удельного расхода топлива без сопутствующего увеличения расхода масла, что является важнейшей причиной, обусловившей широкое применение всесезонных масел. [c.38] Химическая и термическая стабильность полимерных индексных присадок зависит от их химического строения [149]. В зоне поршневых колец, особенно в дизелях и бензиновых двигателях для тяжелых условий работы, полимер подвергается действию сильных кислот, кислорода и температур до 29Э° С. В этих условиях могут протекать реакции (инициируемая свободными радикалами деполимеризация полимерной присадки до мономера, разрыв полимерной цепи или окислительная деградация полимера), приводящие к образованию отложений на поршневых кольцах и в канавках колец. Этот недостаток в той или иной степени обнаруживают все простые индексные присадки — метакрилаты несколько больше, чем полиизобутилены. В начальный период появления всесезонных масел и во многих современных продуктах его компенсировали повышением дозировки обычных моющих и антиокислительных присадок. [c.38] Обширные исследования, проведенные в этой области [253а], привели к выводу, что различные небольшие полярные группы, например амино-, амидо-, окси- и карбоксигруппы, сообща ют полимерам примерно одинаковую моющую способность, но при введении групп полиэтиленгликоля моющая способность полимеров значительно увеличивается. Убедительно доказано, что моющая способность полимеров, содержащих полярные замещающие группы, обусловлена образованием на смолистых материалах— предшественниках осадка и лака — пленки, препятствующей их агломерированию и отложению на поверхностях двигателя. Образующаяся пленка закрепляется на поверхности своими полярными группами моющая способность присадки, вероятно, зависит от прочности этой связи и толщины пленки. Такое связывание потенциальных нагарообразовате-лей моющей присадкой может происходить в результате сбразования солей (если полимер содержит щелочные заместители) или образования водородной связи с полярными моющими группами. Именно на этой теории основывалась разработка рассмотренных выше полимерных присадок, содержащих полигликолевые группы. [c.39] Многочисленные исследования 36, 63, 198, 199, 205] показали превосходство полимерных моющих присадок над обычными моющими присадками типа солей металлов в бензиновых двигателях. Все большее признание находит взгляд 210], что оптимальные эксплуатационные показатели могут быть достигнуты путем разработки специальных масел для применения их или в дизеле или в бензиновом двигателе, но отнюдь не универсальных для двигателей обоих типов. В связи с этим начали разрабатывать рецептуры и выпускать масла двух типов для дизелей и для бензиновых двигателей. Разумеется, эта тенденция может измениться, если ведущиеся в настоящее время форсированные исследования по разработке беззольных смазочных материалов, одинаково эффективных в двигателях обоих типов, приведут к успешному решению проблемы. [c.40] Эффективность любой депрессорной присадки зависит не только от базового масла, но и от дальнейших изменений температуры товарного продукта. Поэтому на основании простого измерения температуры текучести невозможно предсказать стабильность при хранении 14]. Разработан ряд методов с циклически изменяющимся режимом, дающих хорошую сходимость с результатами фактического хранения [15, 117, 143]. [c.41] Вернуться к основной статье