5 Основные виды сырья, используемые для получения синтетических смазочных материалов

Когда нефтепродукт не в состоянии полностью удовлетворить предъявляемым требованиям, многие инженерные решения удается найти с помощью синтетических жидкостей, характеризующихся наличием смазочных свойств. Синтетические базовые масла получают из сравнительно однородного химического сырья в контролируемых условиях, они могут относиться к различным классам химических соединений (синтетические углеводороды, как полиолефины и алкилированные ароматические соединения; полиэфирные; эфирные; кремнийорганические и другие масла).

Синтетические углеводороды получают при полимеризации олефинов, алкилировании хлорированных парафинов с ароматическими углеводородами, дехлорирующей конденсации хлорированных парафинов. Масла на основе синтетических углеводородов применяются для смазывания узлов трения транспортных устройств, обжиговых печей, для выполнения ряда технологических операций, а также в качестве моторных и индустриальных, компрессорных смазочных материалов.

Полиэфирные масла получают в результате: взаимодействия соединений, содержащих ОН-группы, с алкиленоксидами в присутствии щелочных катализаторов (полигликолиевые масла); взаимодействия молекулярного кислорода с гексафторпропиленом (перфторполиалкилэфиры); конденсации щелочных фенолов с галогенированными бензолами (полифениловые эфиры). Полиэфирные масла применяют для смазки электродвигателей, турбин, узлов трения, работающих в коррозионно-активных средах, а также в качестве гидравлических и трансформаторных жидкостей.

Эфирные масла, получаемые из дикарбоновых кислот и спиртов, имеют температуру застывания около – 60 °С, а температуру вспышки – до 270 °С. Смазочные жидкости на основе эфирных масел применяются в реактивных и турбовинтовых двигателях, приборах, холодильных и электротехнических установках, в качестве оружейных масел.

Кремнийсодержащие масла - кремнийорганические соединения (силоксановые масла, эфиры), состоящие из чередующихся атомов кислорода и кремния, к которому присоединены напрямую или через кислород углеводородные радикалы в виде боковых цепей, К этой группе относятся также тетраалкилсиланы, не содержащие в своей структуре кислорода. Наиболее широко применяются в криогенных и вакуумных системах, холодильных установках и при производстве пластичных смазочных материалов.

6 Факторы, влияющие на вязкость масла

Трение между смазываемыми поверхностями при отсутствии смешанного трения является следствием только внутреннего трения в жидкости, т. е. ее вязкости.

Вязкость зависит от различных факторов

η (ν) = f (T, p, S, t).

Вязкость обычно снижается при повышении температуры Т и увеличивается при повышении давления р. В маслах, имеющих структурные системы, вязкость зависит от напряжение сдвига S. Обычно увеличение напряжение сдвига приводит к снижению вязкости.

Вязкость является функцией химического строения молекул масла и зависит от их размера и формы молекул. В пределах гомологического ряда вязкость увеличивается с увеличением молекулярной массы. В случае алифатических молекул вязкость в меньшей степени зависит от температуры, чем в случае циклоалифатических или ароматических молекул.

На зависимость вязкости от давления не влияет размер молекулы и исходная величина вязкости масла. Эта зависимость практически постоянна в гомологических рядах. Разветвленность цепи (увеличение объема молекул) увеличивает вязкость, причем чувствительность к давлению повышается по мере увеличения длины цепи и заместителей. Аналогичная закономерность наблюдается и у циклических углеводородов. Наличие в цепи кислородных мостиков уменьшает жесткость макромолекулы и влияние давления на вязкость уменьшается. Полярные группы в основной цепи молекулы смазки усиливают зависимость вязкости от давления. Для масел, с молекулярной массой менее 20 000 скорость вязкость не зависит от скорости сдвига. Масла с большой молекулярной массой изменяют вязкость от скорости сдвига.

Вязкость зависит от температуры. Обычно она снижается при увеличении температуры. Зависимость вязкости от температуры описывается уравнением Убеллоде – Вальтера:

lg·lg (ν+C) = К – m·lgT,

где ν – кинематическая вязкость; С – константа; Т – температура, К; m – константа наклона прямой. Для минеральных масел С=0,6–0,9

Вязкостно – температурная зависимость является важным критерием при выборе и оценке масла. Количественная оценка качества масла делается по индексу вязкости. Индекс вязкости (ИВ) условно определяет масла с наихудшими вязкосто – температурными зависимостями (ИВ=0) и наилучшими вязкостными зависимостями (ИВ=100).

Вязкость сжимаемых жидкостей зависит от давления. Относительно низкая сжимаемость минеральных и синтетических масел приводит к значительному увеличению вязкости при высоких давлениях. В точках приложения нагрузки эффективная вязкость выше номинальной вязкости масла при одинаковой температуре. Зависимость вязкости от давления описывается выражением: