Способы получения

В настоящее время интерес представляют следующие наиболее исследованные синтетические масла: на основе диэфиров (сложные эфиры двухосновных карбоновых кислот), полиалкиленгликолевые, полисилоксановые, фторуглеродные и хлорфторуглеродные.

Из сложных эфиров, образующихся при взаимодействии двухосновных кислот с одноатомными спиртами или одноосновных кислот с многоатом­ными спиртами, наибольшее распространение для получения масел получили диэфиры. Основной способ их производства - каталитические процессы этерификации: получение диэфира путем взаимодействия себациновой кислоты C₈H₁₆ (COOH)₂ (вырабатывают из касторового масла) с изооктиловым спиртом C₈H₁₇OH.

Полиалкиленгликоли, получаемые взаимодействием различных гликолей и других спиртов с окисью этилена, окисью пропилена или их смесями, по своей структуре - простые полиэфиры с длинными цепями. Молекула полигликоля может содержать одну или несколько свободных гидроксильных групп, замена которых на алкильную эфирную группу приводит к получению эфиров полигликолей. Различные радикалы, вводимые в молекулу полигликоля, влияют на свойства получаемых продуктов.

Полимерные кремнийорганические соединения (полисилоксаны, силиконы) находят все большее распространение в качестве специальных смазочных масел и жидкостей. В их основе - цепочка из чередующихся атомов кремния и кислорода:

-Si-0-Si-O-Si-

Боковые цепи атомов кремния - это углеводородные и другие органиче­ские радикалы различного строения.

Практическое применение в качестве смазочных масел получили полимеры с метильными радикалами - метилполисилоксаны и этильными радикалами – этилполисилоксаны:

CH3 Si – O CH3 n Метилполисилоксан

C2H5 Si – O C2H5 n Этилполисилоксан

Фторуглеродные масла получают путем замены в углеводородах всех атомов водорода фтором, а хлорфторуглеводородные масла - путем замены атомов водорода частично хлором, а частично фтором.

Особенности синтетических масел в их применение

Использование синтетических продуктов при производстве моторных масел дает явные преимущества перед нефтяными маслами. В таблице 11 приведены основные показатели нефтяного и синтетических масел, что позволяет оценить их достоинства и недостатки.

Таблица 12

Основные показатели нефтяного и синтетических масел

Показатели	Нефтяное масло	Синтетические масла
		ди-эфирные	поли-алкилен-гликоле­вые	поли- силокса- новые	фтор-угле­родные
Вязкость при 100 °С, мм 2/с Индекс вязкости Температура застывания, °С Температура вспышки, °С Температурный предел работоспособности, °С Потери при испарении при 100 °С за 22 ч, %	2,5 70 -40...-73 149 220 8	3,2 140-150 -43...-63 232 220 0.1	3,2 135-180 -53...-63 193 260-300 0.1	3,5 270 -63...-100 315 250 0,1	- 500 -3...-23 - 400-500 0

Одно из основных преимуществ синтетических масел - это их значительно более высокий индекс вязкости, чем у нефтяных масел даже лучших сортов. Лучшая вязкостно-температурная характеристика некоторых синтетических масел в зоне отрицательных температур, а также более низкая температура потери подвижности обеспечивают более легкий при их применении пуск двигателей и при более низких температурах.

Меньшая склонность синтетических масел к образованию низкотемпе­ратурных отложений способствует нормальной эксплуатации двигателей в районах Севера. В то же время, высокие показатели вязкости при рабочих температурах (вязкость синтетических масел при температурах 250-300 °С) в 3-5 раз выше равновязких им (при 100 °С) минеральных, что обеспечивает условия гидродинамической смазки до более высоких температур и термической стабильности, низкая испаряемость и малая склонность к образованию высокотемпературных отложений дают возможность успешно применять синтетические масла в высокофорсированных теплонапряженных двигателях и при эксплуатации лесных машин в условиях жаркого климата.

Синтетические масла имеют в несколько раз больший срок службы, чем нефтяные, и обеспечивают хорошее состояние двигателя, так как характери­зуются лучшими противоокислительными, диспергирующими свойствами и механической стабильностью, равными или лучшими (в зависимости от применяемой синтетической основы) противоизносными и противозадирными свойствами. Большой срок службы синтетических масел до замены и меньший расход на угар на 30-40 % сокращает расход масла. Характерно, что снижается и расход топлива (на 4-5 %), что обусловливается более оптимальными условиями трения при работе двигателя на синтетическом масле.

Для улучшения свойств в синтетические масла возможно введение композиции присадок. Их можно смешивать с минеральными маслами (на синтетическую основу приходится, как правило, 30-40 %). В этом случае свойства масел не нарушаются, обеспечивается повышение их качества, однако стоимость немного возрастает.

Масла, получаемые на основе диэфиров, имеют более высокие индексы вязкости и низкие температуры застывания, меньшую испаряемость и огнеопасность, чем нефтяные масла, и они превосходят их почти по всем важ­нейшим эксплуатационным свойствам. В то же время диэфирные масла более агрессивны по отношению к изделиям из маслостойкой резины, вызывают набухание и размягчение резиновых прокладок, шлангов и др.

Полиалкиленгликолевые масла, кроме лучших, чем у нефтяных, противоизносных свойств отличаются более пологой вязкостно-температурной характеристикой, более низкой температурой застывания, имеют высокий индекс вязкости, выдерживают высокие температуры до 300 °С, не корродируют металлы, не вызывают, в отличие от эфирных масел, набухания и размягчения натуральной и синтетической резины. Высокая стоимость таких масел пока ограничивает их широкое применение.

Полисилоксаны отличаются низкой температурой застывания, имеют пологую вязкостно-температурную кривую, термостабильны. К тому же они химически инертны, и масла на их основе не вызывают коррозию стали, чугуна, меди, латуни, бронзы, свинца и других металлов даже при нагревании до 150 °С. Основной недостаток полисилоксанов и масел на их основе -плохие смазывающая способность и противоизносные свойства. Введением присадок удается несколько уменьшить этот недостаток. Полисилоксаны в качестве смазочных масел весьма перспективны. Уже сейчас известно их применение в гидросистемах и гидроамортизаторах в качестве рабочих жидкостей, а также для изготовления пластичных смазок и приборных масел.

Фторуглеродные масла, напротив, обладают хорошими смазочными свойствами. Высокие термическая и химическая стабильность, инертность к кислотам и щелочам, минимальная коррозионная агрессивность - все это позволяет использовать их в узлах трения, работающих при высоких температурах в атмосфере химически активных веществ. Однако у фторуглеродных масел низкая температура кипения и высокая температура застывания при очень крутой вязкостно-температурной кривой. Эти недостатки исключают их практическое использование в настоящее время для двигателей лесных машин. Тем не менее, их перспективность обуславливает проведение интенсивных работ по устранению указанных недостатков. Хлорфторуглеводороды характеризуются более высокой температурой кипения, лучшими вязкостно-температурными свойствами и смазывающей способностью, но несколько худшими термической и химической стабильностью.

В среднем стоимость синтетических масел в 2-3 раза выше нефтяных. Тем не менее, они перспективны не только с эксплуатационной точки зрения, но и с экономической, так как обладают, как уже отмечалось, большим сроком службы в двигателях до замены, меньшим расходом на угар.