Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости

Раздел: Техника

Присадки должны хорошо растворяться в масле и составлять с ним стабильную и трудно разделимую систему. В процессе работы масла в двигателе действие присадок, как правило, ослабевает, присадки срабатываются. Длительность их действия должна соответствовать периодичности смены масла.

Для улучшения одновременно нескольких показателей в масло добавляют несколько присадок, составляя нужную их композицию с обязательным соблюдением условия полной совместимости, а в некоторых случаях взаимною усиления действия. Кроме того, разрабатывают так называемые многофункциональные присадки, введение которых улучшает сразу несколько свойств масла.

На нефтеперерабатывающих заводах присадки добавляют, как правило, в процессе изготовления масла, и с этого момента они становятся неотъемлемой частью той или иной марки товарного масла. При этом должны быть учтены и целевое назначение масла, и условия его работы, и сроки срабатываемости присадок. Поэтому в процессе эксплуатации дополнительно присадки никогда не вводят и отдельно от масел присадки потребителям товарных масел не отпускают, за исключением случаев, когда проводят какие-либо специальные исследования масел.

По целевому (функциональному) назначению различают при- садки:

моющие (их добавляют в количестве 3—20 %); противозадирные (5—10 %); вязкостные (0,5—10 %); антиокислительные:

а)         термоокислнтельные (0,5—3 %);

б)        ингибиторы (0,005—0,5 %); противоизносные (0,1—2 %); депрессорные (0,1—1 %); антикоррозионные (0,1—1 %); антипенные (0,0001—0,003 %).

Многие из современных присадок, являясь целевыми, улучшают одновременно несколько функций масла, связанных с основной направленностью действия присадки. Например, антиокислительные присадки, замедляя процессы окислительной полимеризации масел, одновременно улучшают противокоррозионные и противоизносные их свойства.

Для высокофорсированиых двигателей, особенно при применении топлив с высоким содержанием серы, потребовались масла с такими свойствами, которыми не обладали естественные углеводороды, входившие в состав обычных масел. Необходимо специализированное, с точным целевым назначением легирование (улучшение) масел с помощью введения в них присадок.

Моющие присадки обладают широким, многофункциональным действием. Характерной особенностью поршневых двигателей внутреннего сгорания являются благоприятные условия образования лаковых отложений и нагара в зоне поршневых колец и на других деталях, которые ухудшают работоспособность двигателя и могут привести к залеганию (закоксовыванию) поршневых колец. Моторные масла, полученные из нефтяного сырья, способны образовывать высокотемпературные отложения. Поэтому еще более полувека назад, когда начали появляться двигатели с достаточно высокой форсировкой, возникла идея добавления к маслам химических соединений, обладающих способностью размягчать и смывать нагар, лак и другие отложения, загрязняющие ответственные узлы и детали двигателя. Так появились моющие присадки. Механизм их действия был схож с действием любых моющих средств. Поэтому в качестве первых присадок были предложены бариевые или кальциевые соли жирных кислот. Современные моющие присадки представляют собой сулъфонаты кальция и бария. Эти соединения действуют подобно солям жирных кислот водорастворимых щелочей, т. е, привычным нам мылам. Обладая высокой полярной активностью, суль- фоиаты покрывают мономолекулярными пленками поверхности деталей, препятствуя отложению на них продуктов окислительной полимеризации; кроме того, моющие присадки адсорбируются на поверхностях продуктов старения масла, замедляя или приостанавливая их дальнейшее образование. Примером моющих сульфонатных присадок могут быть присадки МПСя (бариевая или кальциевая), присадка СБ-3 (бариевая соль сульфокислот), присадка С-300 (высокощелочная сульфонатная присадка), увеличивающая щелочное число масла, замедляющая окислительные процессы, обладающая высокими моющими свойствами.

Алкилфенольные присадки также являются эффективными моющими присадками, обладающими противоизносными, противокоррозионными и антиокислительными свойствами. Эти присадки можно считать многофункциональными, но основным являются их моющие свойства. Примером алкилфенольных моющих многофункциональных присадок являются присадки ЦИАТИМ-339, ВНИИНП-360, ННИИНГ1-370, ИХП-101, БФК, которые широко применяют в современных моторных маслах, особенно в маслах, предназначенных для форсированных дизелей.

Антиокислшпелыше присадки делятся на низкотемпературные ингибиторы, которые замедляют процесс окисления углеводородов при относительно невысоких температурах (150—2С0 СС), и присадки, замедляющие окисление масел в тонких слоях при высоких температурах и называемые гермоокислительпыми.

Для моторных масел особое значение имеет вторая группа присадок, в качестве которых чаще всего используют соли сложных ди- эфиров дитиофосфорных кислот, главным образом, дитиофосфаты цинка.

Присадка ВНИИНП-354 представляет собой эффективное химическое соединение на базе цинка. Применяют ее как антиокислительную и антикоррозионную присадку для дизельиых масел.

Депрессорные присадки (депрессаторы) служат для понижения температуры застывания, добавляют их не только в масла, но и в топлива.

Депрессаторы понижают температуру застывания нефтепродуктов, препятствуя росту кристалликов парафина и других соединений, имеющих более высокую температуру застывания, чем основная масса продукта. Примером таких присадок может быть присадка АзНИИ-ЦИАТИМ-1. Это не только депрессатор, но и многофункциональная присадка, обладающая моющими и антикоррозион- иыми свойствами. Депрессатор АзНИИ — хорошо себя зарекомендовавшая и пришедшая длительную проверку депрессорная присадка универсального применения. Добавляют ее как в масла, так и в дизельное топливо.

Присадка АФК — алкилфенольная кальциевая. Очень эффективный депрессатор, способный понизить температуру застывания

масел в зависимости от их группового химического состава на 15— 20 °С.

Вязкостные присадки применяют для получения высокоиндексных (загущенных) масел. Они представляют собой полиизобутилены высоких молекулярных масс или полиалкилметакрилаты.

Полиизобутилен для загущения масел выпускают трех марок— КП-5 (молекулярная масса 2000—6000), КП-10 (молекулярная масса 9000—15000) и КП-20 (молекулярная масса 15000—25000); вязкость всех трех марок должна быть не более 1000 мм2/с при 100 °С. Все три присадки представляют собой раствор полиизобу- тилена в индустриальном масле.

Полиметакрилаты, выпускающиеся для загущения масел, должны удовлетворять определенным требованиям. Полиметакрилатная присадка В-1 имеет условную молекулярную массу 3000—4300 и кинематическую вязкость 200—280 мм2/с при 100 °С. Полиметакрилатная присадка В-2 имеет условную молекулярную массу 12000—17000 и кинематическую вязкость соответственно 1100 и 1700 мм2/с. Добавление вязкостных присадок в маловязкие базовые масла позволяет получить так называемые загущенные масла с очень высоким ИВ" (125).

Противоизносные присадки увеличивают маслянистость масла, повышают прочность масляной пленки и тем самым уменьшают износ двигателя. Присадки добавляют в количестве 0,1—2 % от массы масла.

Противопенные присадки уменьшают образование пены. Вспенивание масла ухудшает теплоотвод и нормальное его поступление к зонам трения. Чем больше поверхностно-активных веществ, тем сильнее вспенивается масло, тем медленнее опадает пена. Было замечено, что полисилаксаны могут значительно повышать противо- пенные свойства масел.

Противопенная присадка полиметилсилоксан МПС-200А при ее добавлении к маслу в очень малых количествах (не более 0,001 — 0.005 %) позволяет существенно уменьшить ценообразование. При больших концентрациях эта присадка начинает подавлять другие ценные свойства масел и, в первую очередь, их маслянистость. Поэтому увеличение концентрации противопенных присадок недопустимо.

Присадки открывают огромные возможности перед разработчиками моторных масел. Особое значение присадки начинают приобретать не только для улучшения основных свойств нефтяных моторных и других масел, но и для придания требуемых показателей качества синтетическим маслам, которые постепенно приходят на смену смазочным материалам, полученным на базе нефтяного сырья. Синтезированные, с заранее заданными свойствами присадки, которые уже сейчас составляют почти 1/4 массы масла, станут необходимыми компонентами принципиально новых синтетических смазочных материалов.