книги из ГПНТБ / Гальперин А.Е. Производство присадок к моторным и трансмиссионным маслам

модеиствует с аминами, давая алкемилсукцинимиды:

где R '— остаток полиэтиленполиамина или этиленполиамииа.

Присадки такого типа синтезированы в СССР впер­ вые в 1967 г. и по качеству не уступают зарубежным присадкам ОЛОА-1200, Сантолюб-908 и др.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ, СВОЙСТВА И ИСПЫТАНИЯ ПРИСАДОК

Вязкостные присадки используют для улучшения вязкостных свойств базовых масел. В качестве таких присадок широкое практическое применение получили полимерные соединения: полиизобутилен, полиметакри­ латы, полиалкилстиролы и др.

Полиизобутилен представляет собой продукт полиме­ ризации изобутилена молекулярного веса 15 000—20 000. В зависимости от способа получения основная цепь по­ лиизобутилена может иметь различное строение:

Загущающая способность полиизобутилена зависит от его молекулярного веса (табл. 2).

Т а б л и ц а 2. Влияние молекулярного веса полиизобутилена

на его загущающую способность (по Н. Г. Пучьову)

Вязкость масла (в сСт) при 50 °С при разном содержании Молекулярный вес полиизобутилена полиизобутилена

39

Полиметакрилаты представляют собой полимеры эфи­ ров метакриловой кислоты и одноатомных спиртов С4— С22. Основная цепь макромолекулы полиметакрилата имеет строение:

СН, СН3

II

---СН2— С— сн2— с---

ioOR COOR

Свойства и эффективность этих полимеров как при­ садок зависят прежде всего от величины и строения ра­ дикала R'. Наиболее эффективны полимеры с радика­ лами, имеющими 12—18 атомов углерода; они наряду с вязкостными обладают и депрессорными свойствами. В табл. 3 приведено влияние этих полимеров на вязкост­ но-температурные свойства масел.

40

С повышением молекулярного веса полимера коли­ чество его, необходимое для повышения вязкости базо­ вого масла до требуемой величины (в данном случае до 18,3 сСт при 100 °С), уменьшается, а вязкость масла при минусовых температурах повышается в меньш'ей степе­ ни. Из данных табл. 3 видно, что полиизобутилены обла­ дают лучшими загущающими свойствами, но масла, за­ гущенные полиметакрилатами, превосходят масла, загу­ щенные полиизобутиленами, по вязкостно-температурным свойствам. Добавлением к маловязким (ѵ50=40-^72 сСт) минеральным маслам небольших количеств полиизобу­ тилена или полиметакрилата удается получать масла с необходимым уровнем вязкости при положительных тем­ пературах (50—100°С), пологой кривой ее изменения с понижением температуры и высоким индексом вязко­ сти (115—130). Это облегчает запуск двигателей при низких температурах и уменьшает износ трущихся де­ талей.

Недостатком вязкостных присадок является их не­

в двигателе они могут подвергаться деструкции, т. е. снижается их вязкость. С повышением молекулярного веса полимеров их подверженность деструкции увели­ чивается. Полиметакрилаты более подвержены деструк­ ции, чем полиизобутилен. Степень деструкции зависит также от концентрации полимера в масле, увеличиваясь с ее повышением. Для уменьшения деструкции загущен­ ных полимерами масел содержание в них загущающих присадок уменьшают до- 1—3%, используют полимеры более узкого фракционного состава (по молекулярному весу) и добавляют многофункциональные и другие (главным образом антиокислительные) присадки. На их основе выпускают всесоюзные сорта масел для карбю­ раторных и дизельных двигателей — АСЗп-10, ДСЗп-8, МТ-8п, МТ-14п и др.

Для определения загущающей способности присадок измеряют при 100°С увеличение вязкости эталонного масла после добавления к нему 5% испытуемого поли­ мера. Этот показатель необходим в связи с тем, что по­ лиизобутилены одинакового молекулярного веса, но различного молекулярного состава неодинаково повыша­ ют вязкость масла. Для количественной оценки темпера­

41

турной стойкости полимерных присадок введен показа­ тель полимеризационной стабильности. Она представ­ ляет собой разность вязкостей (в сСт при 100 °С) 5%-ного раствора присадки в эталонном масле до и по­ сле нагревания его в течение 12 ч при 200 °С. Для поли­ изобутиленов молекулярного веса 20000 эта разность должна быть не более 10%. В качестве эталонного мас­ ла применяют масло турбинное 22 (Л) по ГОСТ 32—53.

Характеристика основных вязкостных присадок при­ ведена в табл. 4.

Т а б л и ц а 4. Характеристика основных вязкостных присадок, применяемых для загущения нефтяных смазочных масел в СССР

42

Противоизносные и противозадирные присадки. При­ садки, улучшающие смазывающие свойства масел, no характеру действия делятся на три основные группы: снижающие трение (антифрикционные); снижающие из­ нос (противоизносные); предотвращающие заедание тру­ щихся поверхностей (противозадирные).

Хорошими антифрикционными присадками являются естественные жирные кислоты животного и раститель­ ного происхождения, но они сильно увеличивают износ поверхностей по сравнению с минеральным маслом. Ши­ рокое применение для снижения износа и заедания тру­ щихся пар нашли органические соединения серы (ксантогенаты и др.), различные соединения металлов (свин­ цовые мыла, сернистые соединения вольфрама, окисные

исернистые соединения цинка и бария, коллоидное железо и др.), соединения, содержащие несколько ак­ тивных элементов в одной молекуле (серу, хлор, фосфор

идр.). Рекомендуемая концентрация противоизносных

ипротивозадирных присадок в масле колеблется от 2

до 10%.

Характеристика противоизносных и противозадирных присадок, наиболее широко применяемых в СССР, пред­ ставлена в табл. 5.

Присадки, понижающие температуру застывания ма­ сел (депрессоры), по химической природе можно разде­ лить на три группы. К первой группе относятся органи­ ческие соединения, молекулы которых построены по схе­ ме ароматическое кольцо — парафиновая цепь (депрес­ сор АзНИИ). Ко второй группе относятся органические соединения, молекулы которых помимо атомов углерода и водорода содержат кислород или другие элементы, в том числе металлы (АзНИИ-ЦИАТИМ-1, ДФ-1 и др.). К третьей группе относятся полимерные соединения (по­ лиметакрилаты, полиакрилаты).

По характеру действия в маслах депрессоры делятся на присадки однозначного функционального действия («чистые» депрессоры) и присадки многофункциональ­ ного действия, обладающие помимо депрессорных протнвоизносными, противокоррозионными, моющими и дру­ гими свойствами.

Эффективность депрессоров первой и второй групп по отношению к узким масляным фракциям, выделенным из бакинских нефтей, приведена в табл. 6.

43

Т а б л и ц а 5. Характеристика противоизносных и противозадирных присадок, наиболее широко применяемых в СССР

S

+ Мо30 8 ■хН20

Т а б л и ц а 6. Восприимчивость к депрессорам (0,3%) узких масляных фракций из бакинских нефтей

под фирменными названиями «Впскоплекс», «Глпссовискаль» II другие аналогичные полимеры. Полимерные депрессоры по характеру действия в маслах являются многофункциональными ( выше говорилось о применении полиметакрилатов как вязкостных присадок — загусти­ телей масла). Загущающие и депрессорные свойства по­ лиметакрилата Д в маслах различных групп приведены в табл. 7.

Характеристика наиболее широко применяемых в

СССР депрессоров приведена в табл. 8.

Для снижения температуры застывания масел де­ прессоры добавляют в небольших количествах: депрес­

46

Т а б л и ц а 7. Влияние концентрации полиметакрилата Д на вязкость и температуру застывания различных масел селективной очистки

ски неэффективно. Кроме того, возникает опасность уси­ ленного нагарообразования в двигателе.

Антиокислительные присадки. В качестве антиокис­ лителей предложено очень много органических веществ (фенолов и их производных; соединений, содержащих азот, серу, фосфор, металлы).

Наибольшее распространение в СССР в качестве антиокислительных присадок к маслам получили: гс-окси- дифениламин; а-нафтиламин; 4-метил-2,6-ди-трет-бутил- фенол (ионол) и др., добавляемые к трансформаторным и турбинным маслам в количестве 0,05—0,7%; продукт

к трансформаторным и турбинным маслам в количестве 0,05—0,1%; растворы (50%-ные в легком индустриаль­ ном масле) диалкилдитиофосфата цинка (присадка ДФ-11) или диалкилфенилдитиофосфата цинка (компо­ нент ВНИИ НП-354 присадки ВНИИ НП-360), добав­ ляемые к моторным и трансмиссионным маслам в коли­ честве 1—5%.

47

П р о д о л ж е н и е

методу Папок) не менее 60 мин