Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч. 1

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
82.6 Mб
Скачать

Нефть и нефтепродукты

961

В качестве беззольных диспергирующих присадок наи­

лекулярной массы 1000-2500) или их галогенпроизвод-

большее применение нашли алкенилсукцинимиды и вы­

ных с малеиновым ангидридом и дальнейшей обработ­

сокомолекулярные основания Манниха. В меньшей сте­

кой полученного алкенилянтарного ангидрида поли­

пени используют сополимеры метакрилатов и фумараты.

этиленполиаминами. Реакционный продукт представ­

Сукцинимидные присадки получают конденсацией

ляет собой смесь соединений:

полиолефинов (преимущественно полиизобутенов мо­

 

 

О

 

 

R- -СН=СН— СН—

 

[моноалкенилсукцинимид]

N( — CH2CH2NH— )„Н

СН2—

 

 

О

 

 

О

^ С — СН— СН = СН— R

R— С Н = СН— СН—

:N(- -СН2СН2Ш — )„_I CH2CH2N

I

СН2-----С

 

х : — с н 2

о

о*

[бис(алкенилсукцинимид)]

Высокомолекулярные основания Манниха получают конденсацией алкилзамещенного фенола (молекуляр­ ная масса алкильного заместителя 1000-1500) с полиэтиленполиаминами и формальдегидом. Химическое строение продукта:

RC6H3(OH)CH2NH(CH2CH2NH),,H

Полученное соединение обычно подвергают моди­ фикации, превращая часть аминных групп в амидные реакцией с непредельной жирной кислотой. Фенольные группы этерифицируют борной кислотой.

Товарная форма присадок — концентрат активного компонента в очищенном минеральном масле. Харак­ теристика беззольных диспергирующих присадок при­ ведена втабл. 12.139.

С-5А — 40-50%-й концентрат алкенилсукцинимида в масле и непрореагировавшем полибутене. Присадка обладает высокими диспергирующими свойствами и

загущающим действием. Применяют в моторных мас­ лах различных эксплуатационных групп. Вырабатыва­ ют но ТУ 38.101146-77.

С-5АБ — концентрат алкенилсукцинимида, моди­ фицированного бором, в нефтяном масле. Характеризу­ ется повышенной термостабильностью. Вырабатывают по ТУ 38.401.58.130-95.

СД-73 — концентрат смеси моно- и бис(алкенилсукцинимидов) в масле. Присадка обладает высокими дис­ пергирующими свойствами в широком интервале темпе­ ратур. Применяют в смазочных маслах различного наз­ начения. Вырабатывают по ТУ 025715-41480236-001-98.

ЭПОЛ — 40-50%-й концентрат алкенилсукциними­ да в нефтяном масле и непрореагировавшем полибуте­ не. Присадка предназначена для улучшения дисперги­ рующих свойств гидравлических масел и огнестойких эмульсионных гидрожидкостей. Вырабатывают по ТУ 0257-009-00151911-94.

Характеристика отечественных беззольных диспергирующих присадок

Таблица 12.139

 

Показатели

 

Марки присадок

 

С-5А

СД-73

Днепрол

ЭПОЛ

Кинематическая вязкость при 100 °С, мм2/с, не более

420

300-450

150-300

150-300

Щелочное число, мгКОН/г, не менее

30

35

17

16-20

Кислотное число, мгКОН/г, не более

4,0

4,0

4,0

Массовая доля, %:

 

 

 

 

азота, не менее

1,7

1,7

1,0

U

механических примесей, не более

0,06

0,06

0,06

0,06

воды, не более

0,1

0,1

0,1

0,1

активного вещества, не менее

50

45

40

40

свободных полиаминов, не более

0,6

Отсутствие

Моющие свойства по ПЗВ базового масла с 1,5 % (масс, доля)

1,0

1,0

присадки и 1,2 % (масс, доля) присадки ДФ-11, баллы, не более

 

 

 

 

Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже

180

180

182

160

962

Новый справочник химика и технолога

Днепрол — высокомолекулярное основание Маниха, модифицированное борной и олеиновой кислотами.

По сравнению с присадкой С-5А Днепрол более тер­ мостабилен, в связи с чем рекомендуется к применению в маслах, работающих при более жестких режимах. Од­ нако по диспергирующим свойствам он уступает при­ садке С-5А. Вырабатывают по ТУ УССР 38.201348-84.

12.8.2.5. Присадки, улучшающие смазочные свойствамасел

Смазочные свойства — это способность масел сни­ жать силу трения и износ и предотвращать задир. При­ садки, улучшающие смазочные свойства масел, повы­ шают срок службы машин и механизмов и снижают потребление топлива. По характеру действия присадки делятся на три группы:

-присадки, уменьшающие силу трения (антифрик­ ционные);

-присадки, снижающие износ (противоизносные);

-присадки, предотвращающие задир (противоза­ дирные).

Принцип действия. Присадки смазочного типа обра­ зуют на поверхности трущихся деталей прочные плен­ ки, способные снижать силу трения, уменьшать износ и предотвращать задир. Механизм взаимодействия при­ садок с фрикционными поверхностями зависит в общем случае от режима трения и химической природы приса­ док. При гидродинамическом (жидкостном) режиме трения присадка удерживается на поверхности металла хемосорбционными силами. В более жестком смешан­ ном или граничном режиме трения вследствие повы­ шения температуры равновесие адсорбционного про­ цесса смещается в сторону десорбции. Вместе с тем в этих условиях получают развитие трибохимические реакции, в результате которых становится возможным окислительно-восстановительное взаимодействие ме­ талла присадки с поверхностью трения и выделение на поверхности свободного металла присадки. Одновре­ менно органическая часть молекулы присадки в зоне контакта микронеровностей подвергается термической, термоокислительной и механо-химической деструкции, вследствие чего возникают нестабильные молекулы и активные частицы (радикалы, ионы, ион-радикалы). Взаимодействие активных частиц с окружающими мо­ лекулами и металлическими поверхностями приводит к формированию на поверхности трения тончайших ме­ таллорганических полимерных пленок, химически свя­ занных с поверхностью.

Таким образом, в результате трибохимических про­ цессов на поверхности трения появляется двухслойное покрытие:

-верхний слой — полярная полимерная металосодержащая органическая пленка,

-нижний слой — низкоплавкий металл, выделив­ шийся из состава присадки, или эвтектическая смесь металлов присадки и поверхности трения.

При умеренных нагрузках смазочное действие обес­ печивает полимерная органическая пленка, прочно удерживающаяся на поверхности. В жестких режимах

граничного трения (при высоких нагрузках), когда ор­ ганическая пленка разрушается или снимается, нижний слой металла или эвтектики плавится и работает как жидкая металлическая смазка.

В процессе трения образовавшиеся структуры по­ стоянно разрушаются и снова восстанавливаются до тех пор, пока в масле присутствует присадка. Химическое модифицирование поверхности уменьшает силу трения и износ трущихся деталей. Присадки, образующие на поверхности трения металлорганические пленки, назы­ вают химическими модификаторами поверхности.

При очень высоких нагрузках, при вспышках темпе­ ратур в точках контакта микронеровностей происходит полное разрушение молекул присадки вплоть до эле­ ментов. Гетероатомы присадки при этом реагируют с металлом и формируют на нем неорганические слои, предотвращающие заедание и задир сопряженных по­ верхностей.

Присадки, действующие по механизму хемосорб­ ции, относят к поверхностно-активным. Присадки, свя­ зывающиеся с поверхностью трения химическими си­ лами, называют химически активными. Четкой границы между поверхностно-активными и химически актив­ ными присадками нет: при высокой температуре в зоне трения некоторые поверхностно-активные присадки вступают в реакцию с металлом. В то же время химиче­ ски активные присадки, как правило, всегда обладают поверхностной активностью.

Антифрикционные и противоизносные присадки действуют по хемосорбционному механизму или (в более жестких условиях трения) по пути химического модифицирования поверхности полимерной металоорганической пленкой или двухслойным покрытием. Противозадирные присадки в условиях применения подвергаются глубоким трибохимическим превращени­ ям и образуют на поверхности трения пленки неорга­ нической природы.

Характеристика некоторых присадок, улучшающих смазывающие свойства масел, приведена в табл. 12.140.

Антифрикционные и противоизносные присадки.

Антифрикционные присадки подразделяют на группы:

-низкотемпературные антифрикционные присадки;

-маслорастворимые высокотемпературные анти­ фрикционные присадки;

-твердые модификаторы трения.

Низкотемпературные антифрикционные присад­

ки представляют собой поверхностно-активные веще­ ства с очень высокими адсорбционными свойствами. Присадка образует на поверхности металла полимолекулярные пленки, обладающие низким сопротивлением сдвигу и высоким сопротивлением сжатию. Прочность образующейся пленки (ее несущая способность) зави­ сит от химической природы и полярности функцио­ нальной группы, а антифрикционные свойства — от длины цепи и прямолинейности органического радика­ ла (обычно С12-С 22). Эффективность поверхностно-ак­ тивных присадок ограничена температурой разрушения адсорбционного слоя (как правило, не выше 100 °С).

Нефть и нефтепродукты

 

 

 

963

 

 

 

 

 

Таблица 12.140

Характеристика некоторых присадок, улучшающих смазывающие свойства масел

 

Показатели

 

 

Марки присадок

 

 

А Д Т Ф

БМА-5

в и т о е

ИХП-14М

т о с

Э Ф О

 

Кинематическая вязкость при 100 °С, мм2/с

1-3

< 8

2,8-3,4

>4,5

<50

Массовая доля, %:

3,3

7,5

-

 

 

 

фосфора, не менее

1,4

серы, не менее

40

27,31

21

азота, не менее

2,0

6,6-6,9

механических примесей, не более

0,08

0,05

0,05

0,05

0,04

0,15

Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже

100

140

> 100

125

> ПО

180

Смазывающие свойства на ЧШМ базового масла с

 

 

 

 

 

 

присадкой:

 

 

 

 

 

 

массовая доля присадки, %

0,25

1,1

4.5

5,5

5,0

5,0

критическая нагрузка, Н, не менее

100

89

нагрузка сваривания, Н, не менее

422

400

400

индекс задира, не менее

57

55

52

показатель износа (196 Н), мм, не более

0,6

0,6

0,4

В качестве низкотемпературных антифрикционных присадок используют:

-высокомолекулярные карбоновые кислоты (олеи­ новую, стеариновую, пальмитиновую, смесь кислот, выделенную из растительных масел);

-соли карбоновых кислот с длинной алифатической линейной цепью;

-сложные эфиры, амины, имины, амиды с длинной алифатической цепью;

-осерненные карбоновые кислоты и растительные масла.

Маслорастворимые высокотемпературные ан­ тифрикционные присадки (МВАП) применяют для снижения силы трения и износа в высокотемператур­ ных условиях граничного и смешанного режимов тре­ ния. МВАП уменьшают потери мощности на трение, что улучшает экономичность двигателя. Экономия топ­ лива при их использовании достигает 3-5 % (масс, до­ ля). Масла, содержащие такие присадки, называют энергосберегающими. Наибольшее распространение в качестве МВАП получили соединения молибдена (алкилфеноляты, дитиофосфаты, соли алкенилянтарной кислоты), амиды и соли аминов дитиофосфорной ки­ слоты, производные бора (борированные амины, ами­ ды, имиды с длинной углеводородной цепью).

АДТФ — 50%-й раствор смеси аминной соли и ами­ да диалкилдитиофосфорной кислоты в масле. Улучшает антифрикционные и противоизносные свойства транс­ миссионных и индустриальных масел. Вырабатывают по ТУ 38.101105-84.

Экомин-С — маслорастворимое молибденсодержа­ щее производное диалкилдитиофосфорной кислоты. Улучшает антифрикционные и противоизносные свой­ ства моторных и трансмиссионных масел. Вырабаты­ вают по ТУ 38.401912-92.

ПАФ-4 — 94%-й раствор смеси молибденовой соли алкенилянтарной кислоты и диалкилдитиофосфата мо­ либдена в масле И-12А. Улучшает антифрикционные, противоизносные и противопиттинговые свойства сма­ зочных масел для карбюраторных двигателей. Выраба­ тывают по ТУ 6.15-1567-87.

Фриктол — 70%-й раствор смеси алкилфенолята и диалкилдитиофосфата молибдена в масле И-12А. Улучшает антифрикционные, противоизносные и антиокислительные свойства смазочных масел. Применяют в композициях моторных масел высоких эксплуатаци­ онных групп. Вырабатывают по ТУ 38.501901200-90.

Фоспол — беззольная присадка. Продукт конденса­ ции диалкилдитиофосфорной кислоты и малеинового ангидрида. Улучшает антифрикционные и противоиз­ носные свойства смазочных масел. Применяют в энер­ госберегающих моторных маслах высоких эксплуата­ ционных групп.

Твердые высокотемпературные модификаторы трения, не растворимые в масле, обеспечивают сма­ зочное действие (антифрикционное, противоизносное, противозадирное) в жестких режимах трения, когда жидкие масла не способны предотвращать металличе­ ский контакт. К таким материалам относят дисульфид молибдена, графит, слюду, нитрид бора, политетра­ фторэтилен.

Смазочные свойства графита, дисульфида молибде­ на и других кристаллических материалов основаны на их слоистой структуре. Внутри слоя молекулы связаны прочной химической связью. Между слоями связь осу­ ществляется значительно более слабыми межмолеку­ лярными силами. Слабая связь между слоями позволяет пластинам свободно перемещаться друг относительно друга с небольшими затратами энергии и низким коэф­ фициентом трения. Под влиянием высокого давления в

9 6 4

Новый справочник химика и технолога

зоне контакта присадка выделяется из масла и отлага­ ется в виде тончайшей пленки на поверхности трения. Это приводит к «выглаживанию» микрошероховато­ стей и образованию разделительного «буферного» слоя между трущимися поверхностями, обладающего сма­ зочным действием. Твердые антифрикционные присад­ ки применяют в виде стабилизированных суспензий в трансмиссионных маслах для червячных и зубчатых передач, а также в антифрикционных пластичных смаз­ ках и смазочно-охлаждающих технологических средах (СОТС).

ДМ-1 — дисульфид молибдена. Содержание M0S2— 99,5 % (масс. доля). Содержание частиц размером свы­ ше 7 мкм — не более 3 % (масс. доля). Применяют для улучшения смазочных свойств в составе суспензион­ ных трансмиссионных масел, пластичных смазок и СОТС. Вырабатывают по ТУ 39.19133-80.

Политетрафторэтилен не обладает слоистой струк­ турой. В зоне трения под действием высокой нагрузки происходит выделение из масляной суспензии и рас­ плющивание частиц полимера. На поверхности металла создается тонкая мягкая инертная пленка (типа тефло­ нового покрытия) толщиной 1-2 мкм. Пленка обладает чрезвычайно низкими адгезионными свойствами, что способствует уменьшению коэффициента трения и из­ носа сопряженных поверхностей. Применение подоб­ ных присадок рассматривают как один из методов безразборного восстановления двигателя. На базе перфторполиуглеродов разработано несколько импортных и отечественных присадок, таких как Слик-50, Слайдэ2000, Слайдэ-2000 ПТФЭ тритмент ТИМ (США) и Ас­ пект-модификатор (Россия).

Противоизносные присадки по механизму дейст­ вия относят к химическим модификаторам поверхно­ сти. В отличие от МВАП органическая часть типичных противоизносных присадок не содержит длинных ал­ кильных заместителей линейной структуры. Вместо них часто присутствуют алкилароматические группы и гетероатомы (S, Р, О, N). Зольные противоизносные присадки содержат в своем составе переходный (медь, олово, молибден) или амфотерный (цинк) металл и полярный поверхностно-активный радикал. Беззоль­ ные противоизносные присадки представляют собой амиды или тиоэфиры ди(алкиларил)дитиофосфорной кислоты.

В отечественной практике в моторных маслах в ка­ честве противоизносных присадок применяют зольные присадки: ДФ-11, Фосан, ДФБ, А-22, ВНИИНП-354 (см. «Антиокислительные присадки») и беззольные: АДТФ (см. выше) и БМА-5.

БМА-5 — беззольная противоизносная присадка, представляющая собой тиоэфир диалкилдитиофосфорной кислоты. Вырабатывают по ТУ 38.101150-88.

ЭФО — цинкобариевая соль изобутилового эфира арилтиофосфорной кислоты. Применяют для трактор­ ных трансмиссионных масел в качестве противоизносной присадки в концентрации 5-6 % (масс. доля). При­

садка обладает также ангиокислительным действием. Вырабатывают по ТУ 38.1011210-89.

МКФ-18 — раствор смеси олеата одновалентной меди и олеиновой кислоты в нефтяном масле. Приме­ няют для уменьшения потерь на трение и снижения износа в технологическом оборудовании предприятий бытового обслуживания и бытовых машин (табл. 12.141). Вырабатывают по ТУ 38.1011127-87.

МКФ-18Х — концентрат медьсодержащего продук­ та в нефтяном масле. Присадка предназначена для при­ работки и снижения износа узлов трения компрессоров бытовых холодильных машин, работающих на фреонах (табл. 12.141). Вырабатывают по ТУ 38.1011239-89.

ЛКФ-85 — концентрат высокомолекулярного поли­ изобутена (ПИБ марки П-85) в нефтяном масле. При­ меняют для улучшения смазочных свойств индустри­ альных масел для направляющих скольжения, редукто­ ров и перфораторов, а также противотуманных свойств масел и смазочно-охлаждающих технологических средств. Вырабатывают по ТУ 38.401-58-103-92.

Характеристика присадки ЛКФ-85

Кинематическая вязкость при 100 °С,

130-140

мм2/с

 

Молекулярная масса полиизобутена

(77-99) • 103

Кислотное число, мг КОН/г, не более

0,15

Температура, °С:

 

вспышки в открытом тигле, не ниже

180

застывания, не выше

-13

Массовая доля, %:

 

полиизобутена

2,8-3,2

механических примесей, не более

0,06

воды

Отсутствие

Цвет, ед. ЦНТ*, не более

4,5

Плотность при 20 °С, кг/м3, не более

890

* ЦНТ— колориметр для определения цветности масел.

Таблица 12.141

Характеристика присадок МКФ-18 и МКФ-18Х

Показатели

МКФ-18

МКФ-18Х

 

Массовая доля, %:

 

 

механических примесей,

 

 

не более

0,1

0,1

меди

3,6-3,4

3,6-4,4

Кислотное число, мгКОН/г

45-55

45-60

Температура, °С

 

 

вспышки в открытом

190

174

тигле, не ниже

застывания, не выше

-9

-9

Водорастворимые кислоты и

Марки присадок

 

щелочи

Отсутствие

 

 

Нефть и нефтепродукты

965

Противозадирные присадки.

Противозадирные

чрезмерно прочные — снижают противозадирную эф­

присадки предназначены для снижения износа и пре­

фективность.

 

дотвращения задира и заедания в жестких режимах

Свойства противозадирных присадок представлены

граничного трения. В качестве противозадирных при­

в табл. 12.142.

 

садок применяют разнообразные

гетероорганические

Четкой границы между антифрикционными, проти-

соединения, содержащие серу, азот, кислород, фос­

воизносными и противозадирными присадками нет.

фор. Обязательным требованием к присадкам этого

Большинство присадок, улучшающих смазочные свой­

типа является оптимальная прочность связи гетероа­

ства масел, одновременно выполняют несколько функ­

тома с другими элементами молекулы: слишком сла­

ций: антифрикционные и противоизносные или ироти-

бые связи создают условия для химической коррозии,

воизносные и противозадирные (табл. 12.143).

 

Таблица 12.142

Характеристика противозадирных присадок

Присадка

ОТП (осерненные тетра­ меры про­ пилена) ТОС

ВИГОС

КИНХ-2 (полисульфидированный изо­ бутен)

АБЭС [бис- (алкилбензилтио)этан]

ИХП-14А (аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой ки­ слоты)

ИХП-14М (произ­ водное диалкилдитиокарбамата)

 

Формула

Способ

Характеристика

Нормативный

 

получения

документ

RSXR',

 

Взаимодействие

Содержание серы

ТУ

ЯД'-алкил или

тетрамеров про­

в присадке —

38.1011287

алкенил Сю-Ciв

пилена с эле­

свыше 20 % (масс,

-90

 

 

ментной серой

доля)

 

Близкий аналог присадки ОТП по составу, способу получения и

ТУ

областям применения

 

 

38.401860-

RSXR'

 

Содержание серы

91

Взаимодействие

ТУ

 

 

изобутена с эле­

— свыше 40 %

38.4011058-

 

 

ментной серой и

(масс, доля)

97

 

 

сероводородом

 

 

 

 

при высоком

 

 

 

 

давлении

Кинематическая

ТУ

CHj— С(СН3)2

Взаимодействие

 

s

полиизобутена с

вязкость при 100 °С

38.101980-

 

элементной се­

— 8-16 мм2/с;

84

 

i

 

рой

Гвсп в открытом

 

(СНз)2<!:—CH2— s—

 

тигле > 120 °С;

 

 

п

 

массовая доля серы

 

 

 

 

> 42 %

 

R C H

2 S X C 2 H 4 S X C H 2 R

Реакция алкил-

Содержание серы

ТУ

*= 1-2

бензилхлорида с

— свыше 19 %

38.101327-

 

 

полисульфидом

(масс, доля)

91

 

 

натрия и дихлор­

 

 

 

 

этаном

 

 

^ 5

/

Реакция диэтил-

Присадка содер­

ТУ 38.

амина с сероугле­

жит, % (масс, до­

40138-88

N—С

родом в щелочной

ля):

 

/ 2Н5

\ - С Н 2СН=СН2

 

среде с последу­

S — 32-34; N —

 

 

 

ющим взаимо­

7-7,7; С1< 0,2;

 

 

 

действием обра­

^кип — 122 °С при

 

 

 

зовавшегося ксан-

0,33-10“3МПа

 

 

 

тогената калия с

 

 

 

 

аллилхлоридом

Присадка содержит,

ТУ

 

 

Модификация

 

 

присадки

% (масс, доля):

38.4015859-

 

 

ИХП-14А

S — 27-31; N —

93

 

 

 

6,6- 6,9; 7;сп в от­

 

 

 

 

крытом тигле не

 

 

 

 

ниже 125 °С

 

Применение

Применяют для повышения проти­ возадирных свойств трансмис­ сионных и инду­ стриальных масел

Рекомендуют для применения в трансмиссионных и индустриальных маслах различного назначения Применяют как противозадирную присадку в пла­ стичных смазках и смазочно-охлаж­ дающих техноло­ гических средствах Применяют в ка­ честве противоза­ дирной присадки в трансмиссионных и индустриальных маслах Улучшает проти­ возадирные свой­ ства транс­

миссионных масел и пластичных сма­ зок

Улучшает проти­ возадирные свой­ ства транс­ миссионных масел

9 6 6

Новый справочник химика и технолога

Присадка

Л3-23к (этиленбис(изопропилксантогенат))

ТБФ (трибутилфосфат)

ВИР-1

 

 

 

 

Продолжение таблицы 12.142

Формула

 

Способ

Характеристика

Нормативный

Применение

 

получения

документ

C(S)SCH2CH2S(S)C

 

 

Реакция изопро­

Содержание серы в

ГОСТ

Применяют для

О

о

панола с сероуг­

присадке —35-

11833-77

улучшения проти­

с3н7

с3н7

леродом и едким

40 % (масс, доля);

 

возадирных

кали с последую­

Гвсп — свыше

 

свойств смазочных

изо

изо

щим взаимодей­

60 °С, ТзасТ— ниже

 

материалов

 

 

ствием образо­

-40 °С

 

 

 

 

вавшегося ксан-

 

 

 

 

 

тогената калия с

 

 

 

 

 

дихлорэтаном

 

 

 

(С4Н90)3Р=0

 

Взаимодействие

Жидкость с Т3аст

ТУ 6. 02-

Применяют для

 

 

хлороксида фос­

-54 °С и кинемати­

733-73

улучшения проти­

 

 

фора с бутано­

ческой вязкостью

 

возадирных

 

 

лом

при 100°С

 

свойств смазочных

 

 

 

1,09 мм2/с

 

материалов

Комплексная противозадирная присадка

Присадка содержит,

ТУ

Применяют для

 

 

 

% (масс, доля):

38.101799-

улучшения проти­

 

 

 

S — 35; А — 0,92;

83

возадирных

 

 

 

Р — 2,8. Кинема­

 

свойств трансмис­

 

 

 

тическая вязкость

 

сионных масел

 

 

 

при 100 °С — 25,5

 

 

 

 

 

мм2/с. Гвсп в откры­

 

 

 

 

 

том тигле — 136 °С

 

 

Таблица 12.143

Влияние различных присадок на коэффициент трения и износ*

Присадка (масс, доля, %)

Назначение присадки

Коэффициент трения

Диаметр пятна

 

при скорости

при страгивании

износа, мм

 

 

скольжения 2,5 м/с

 

 

 

 

Базовое масло

0,074

0,049

0,63

Олеиновая кислота (1,0)

Антифрикционная

0,035

0,042

0,44

Дидодецилфосфиг (1,0)

Антифрикционная +

0,033

0,040

0,29

 

+ противоизносная

 

 

 

 

ДФ-11 (2,0)

Противоизносная

0,069

0,055

0,24

Дибензилдисульфид (2,0)

Противозадирная

0,081

0,047

0,42

*Испытания проводились на ЧШМ по ГОСТ 9490-75 в следующих условиях: п = 1500 об/мин, нагрузка = 150 Н, Т= 90 °С, т = 30 мин.

12.8.2.6. Вязкостные присадки

Вязкостные присадки предназначены для повыше­ ния вязкости и улучшения вязкостно-температурных характеристик масел. Масла, содержащие эти присадки, сочетают в себе хорошие пусковые и антифрикционные свойства, характерные для маловязких масел при низ­ ких температурах, и хорошие смазывающие свойства высоковязких масел при высоких температурах.

Применение вязкостных присадок расширяет тем­ пературные пределы работы масла, поэтому с их помо­ щью получают основную массу всесезонных, зимних и северных моторных масел.

Принцип действия. Вязкостные присадки — это по­ лимеры линейного строения с молекулярной массой от 5000 до 80 000, растворимые в масле. Механизм дейст­ вия вязкостных присадок основан на межмолекулярном взаимодействии полимеров с минеральным маслом. Загущающее действие присадок определяется их моле­ кулярной массой, концентрацией в масле и химической природой. В зависимости от этих факторов макромоле­ кулы полимеров способны в большей или меньшей сте­ пени сворачиваться в клубки или вытягиваться в длин­ ные линейные образования. В вытянутом состоянии они оказывают большее загущающее действие, чем в

Нефть и нефтепродукты

9 6 7

свернутом состоянии, поэтому углеводородные поли­ меры, хорошо растворимые в минеральном масле, силь­ нее повышают вязкость, чем кислородсодержащие, об­ ладающие более низкой растворимостью.

Повышение индекса вязкости объясняют изменени­ ем растворимости присадки в масле с повышением температуры. Идеальная присадка при самой низкой избранной температуре близка к выпадению в осадок (крупные клубки, плохая сольватация и, следовательно, низкая загущающая способность). При высокой темпе­ ратуре молекула присадки находится в масле в вытяну­ том состоянии вследствие лучшей растворимости и сольватации и, следовательно, присадка обладает высо­ кой загущающей способностью.

Существующая концепция не может объяснить все эффекты действия вязкостных присадок из-за сложно­ сти состава минеральных масел, поэтому прогноз рас­ творимости и загущающего действия присадок практи­ чески невозможен.

В условиях эксплуатации в составе моторных масел вязкостные присадки подвергаются термической, тер­ моокислительной и механо-химической деструкции, что обычно сопровождается снижением вязкости и эф­ фективности, вследствие уменьшения среднего размера молекул.

Характеристика отечественных вязкостных приса­ док представлена в табл. 12.144.

Таблица 12.144

 

Характеристика вязкостных присадок

 

 

Показатели

КП-5

КП-10

КП-20

ПМА «В-1»

ПМА «В-2»

Дизакрил

Внешний вид

Вязкая маслянистая

Прозрачная вязкая

Прозрачный вязкий

 

липкая жидкость свет­

жидкость

 

продукт

 

 

ло-коричневого цвета

 

 

 

 

Массовая доля, %:

 

 

активного вещества

>65

>30

нерастворимых в толуо­

 

 

ле примесей, не более

 

 

Молекулярная масса актив­

4000-6000

9000-

ного вещества

15 000

 

Кинематическая вязкость,

 

 

мм2/с, при температуре, °С:

 

450-1000

100

250-1000

50

 

 

Гвсп, °С, не ниже

150

165

Присадки на основе полиизобутенов

[-СН2-С(СН3)2-]„

КП-5 — раствор полиизобутена средней молекуляр­ ной массы 4000-6000 в трансформаторном масле.

КП-10 — раствор полиизобутена средней молеку­ лярной массы 9000-15 000 в масле И-12А.

КП-20 — раствор полиизобутена средней молеку­ лярной массы 15 000-25 000 в масле И-12А.

Присадки серии КП получают полимеризацией изо­ бутена. Применяют для производства загущенных мо­ торных, индустриальных, редукторных масел и гидравли­ ческих жидкостей. Вырабатывают по ТУ 38.101209-90.

ВИНИПОЛ — поливинилбутиловый эфир. Выпус­ кают две марки — ВБ-2 и ВБ-3, отличающиеся по со­ держанию эфирных групп (—ОС4Н9). Молекулярная масса присадки ВБ-2 составляет 6000-12000.

---- СН2— СН-----

ОС4Н9

и

>25

58-65

 

30-36

 

0,08

0,07

0,01

15 000-

3000-4300

12 GOO-

25 000

17 000

 

 

200-320

 

1100-1700

1100-1700

1100-1700

165

155

160

160

Применяют в гидротормозных и гидравлических жидкостях, а также в компрессорных, авиационных и других маслах. Вырабатывают по ТУ 6.01.1321-90.

Присадки на основе полиалкилметакрилатов

 

СН3 “

-----СН2—

С-----

I—

COOR

—1 п

ПМА-«В-1» — раствор полиакилметакрилата в мас­ ле М-6. Активный компонент получают полимеризаци­ ей продукта этерификации метакриловой кислоты сме­ сью синтетических первичных жирных спиртов фракции Ст-С12. Молекулярная масса полиэфира 30004300. Концентрация полиэфира в масле 58-65 % (масс, доля). Вырабатывают по ТУ 6.01.979-95.

ПМА-«В-2» — раствор полиалкилметакрилата в масле И-12А. Активный компонент получают полиме­ ризацией продукта этерификации метакриловой кисло-

9 6 8

Новый справочник химика и технолога

ты спиртами оксосинтеза Cs-Сю. Молекулярная масса полиэфира 12 000-17 000. Концентрация полиэфира в масле 30-35 % (масс. доля). По сравнению с ПМА-«В-1» обладает лучшей загущающей способностью, но усту­ пает по стабильности к механической деструкции. Вы­ рабатывают по ТУ 6.01.692-97.

Дизакрил — масляный раствор полиалкилметакрилата. Вырабатывают по ТУ 38.401.5827-91.

ПМА-«Д» — раствор полиалкилметакрилата в масле И-20А. Активный компонент получают полимеризаци­ ей продуктов этерификации метакриловой кислоты син­ тетическими жирными первичными спиртами Ci2-C 18 процесса Альфол. Массовая доля активного вещества в масле 30-40 %. Присадка обладает также депрессорными свойствами. Вырабатывают по ТУ 6.01.270-84.

Присадки Дизакрил и серии ПМА применяют в ши­ роком ассортименте масел для повышения вязкости и индекса вязкости.

Существенным загущающим действием характери­ зуется диспергирующая присадка С-5А (см. «Моющедиспергирующие присадки»).

12.8.2.7. Депрессорные присадки

Депрессорные присадки предназначены для сниже­ ния температуры застывания и улучшения текучести нефтепродуктов при низкой температуре.

Принцип действия. В настоящее время наиболее признанным механизмом потери подвижности нефте­ продуктов при низкой температуре является кристалли­ зация растворенных в них парафинов. Кристаллы пара­ финов имеют форму лент или волокон. При достиже­ нии определенных размеров они начинают сращиваться друг с другом. Это приводит к формированию в раство­ ре пространственной сетки (каркаса). Углеводороды других классов, присутствующие в нефтепродукте, ос­ таются при этом в жидкой фазе, однако они теряют подвижность, гак как оказываются запертыми внутри каркаса и могут перемещаться только внутри собствен­ ной ячейки.

Понизить температуру застывания масел можно пу­ тем удаления высокоплавких углеводородов или введе­ нием в них депрессорных присадок. В вязких нефте­ продуктах (смазочных маслах, мазутах) депрессорная присадка либо адсорбируется на поверхности растуще­ го кристалла парафина, либо частично сокристаллизуется с ним, создавая пространственные трудности для дальнейшего роста кристалла и препятствуя формиро­ ванию пространственного каркаса. Депрессорный эф­ фект, оцениваемый по разности температур застывания масла без присадки и с присадкой, зависит как от хими­ ческого состава масла, так и от характера депрессора.

В качестве депрессорных присадок применяют сложные эфиры, производные ароматических углеводо­ родов и фенолов, имеющие длинные алкильные цепи ли­ нейного строения с числом углеродных атомов более 20.

Депрессатор АзНИИ — далкилнафталин. Получают алкилированием нафталина хлорированным парафином

(хлориарафин, в свою очередь, получают взаимодейст­ вием парафина, имеющего температуру плавления 5255 °С, с хлором до содержания хлора 12 %), Применяют в моторных, трансмиссионных и гидравлических мас­ лах в концентрации до 0,5 % (масс. доля). Вырабаты­ вают по ТУ 38.1021192-88.

АзНИИ-ЦИАТИМ-1 — бариевая соль бис-(алкил- фенол)дисульфида. Получают алкилированием фенола хлорированным парафином (аналогичным хлорпарафину, используемому в синтезе Депрессатора АзНИИ) с последующей обработкой алкилфенола монохлоридом серы и нейтрализацией бис-(алкилфенол)дисульфида гидроксидом бария. Применяют в моторных и транс­ миссионных маслах в концентрации 1 % (масс. доля). Вырабатывают по ГОСТ 7189-74.

где R = Akl Ci6-C24

АФК — триалкилфенолят кальция. Получают взаи­ модействием триалкилфенола с гидроксидом кальция. Применяют в моторных и трансмиссионных маслах в концентрации 0,5-1,0 % (масс. доля). Вырабатывают по ГОСТ 12261-87.

R

Депресал — модифицированный продукт алкилиро­ вания фенола хлорпарафинами. Применяют аналогично присадке АФК.

Температура застывания масла М-11 при добавле­ нии 1 % присадки снижается от минус 15 °С до минус 30 °С. Вырабатывают по ТУ 38.5901172-92, литер А.

ПМА-Д — полиалкилметакрилат. Используют в маслах различного назначения в концентрациях до 1 % (масс. доля). Улучшает также вязкостные свойства ма­ сел (см. «Вязкостные присадки»). Температура засты­ вания масла И-20А (с исходной температурой застыва­ ния не выше минус 15 °С) при добавлении 0,5 % (в пе­ ресчете на 100%-ю) присадки ПМА-Д — до минус 38 °С.

ДАКС-Д — сополимер этилена с а-олефинами со средней молекулярной массой 20 000. Присадка пред-

Нефть и нефтепродукты

9 6 9

ставляет собой 50%-й концентрат активного компонен­ та в масле. Улучшает низкотемпературные и вязкост­ ные свойства масел. Вырабатывают по ТУ 0257-007- 02066612-98.

Характеристика некоторых депрессорных присадок приведена в табл. 12.145.

12.8.2.8. Аптипенные присадки

Современные смазочные масла содержат значитель­ ное количество полярных гетероорганических приса­ док, обладающих поверхностно-активными свойствами и способствующих повышенному пенообразованию в процессе эксплуатации масел. Обильное вспенивание нарушает нормальный режим смазки, ускоряет окисле­ ние масла и создает опасность выброса масла. Для пре­ дотвращения образования пены или ускорения ее раз­ рушения в масла вводят антипенные присадки.

Принцип действия. Антипенные присадки абсорби­ руются на поверхности раздела «воздух—масло», сни­ жая прочность поверхностных масляных пленок и об­ легчая выделение пузырьков воздуха. В качестве антипенных присадок используют гюлиэтиленгликолевые эфиры, сульфиды, фосфаты, тиофосфаты, соедине­ ния фтора, нитро- и аминоспирты и др. вещества. Наи­ более эффективными антипенными присадками явля­ ются жидкие силоксаны, имеющие более низкое по­ верхностное натяжение, чем углеводородное масло. Максимальное антипенное действие достигается, если силоксаны нерастворимы в масле. Для получения ста­ бильных дисперсий силоксанов в неводных средах раз­ мер капелек не должен превышать 10 мкм. Это дости­ гается интенсивным перемешиванием и нагревом смеси. Силоксан можно ввести в масло также предва­ рительно растворив его в ароматическом растворителе.

ПМС-200А — полидиметилсилоксан. Получают гидролизом органохлорсиланов (R3SiCl и R^SiCb) с по­ следующей конденсацией получаемых нестойких гид­ роксильных производных. Применяют как антипенную

присадку в маслах различного назначения в концентра­ ции 0,001-0,005 % (масс. доля).

СН3

г СН3

-|

СН3

СН3—Si

Si— О

-Si— СН3

СН3

L CH3

_|лсн3

Характеристика присадки ПМС-200А

Внешний вид

 

 

Бесцветная мас­

 

 

 

лянистая жид­

 

 

 

кость

Кинематическая вязкость при

 

40-350

100 °С, мм2/с

 

 

 

Массовая доля, %:

 

 

 

кремния

 

 

36-39

механических примесей

 

Отсутствие

Гвсп в открытом тигле, °С

 

290

Вырабатывают по ОСТ 6.02-20-79.

12.8.2.9. Пакеты присадок

Пакет присадок для моторных смазочных масел представляет собой сбалансированную композицию присадок различного функционального назначения, добавление которой в базовое масло с заданными свой­ ствами обеспечивает получение товарного масла тре­ буемого качества. Применение пакетов присадок по­ зволяет упростить и унифицировать перечень рецептур моторных масел и снизить расход присадок за счет оп­ тимизации их состава.

Современные пакеты присадок содержат до 15 ком­ понентов и вводятся в масла в количестве до 12 % (масс. доля). Вязкостные присадки вводятся дополни­ тельно.

Характеристика некоторых типов пакетов присадок, промышленное производство которых в России начато в 1997-1998 гг., приведена в табл. 12.146

Таблица 12.145

Характеристика некоторых депрессорных присадок

 

 

Показатели

 

Марки присадок

 

 

Депрессатор АзНИИ

АзНИИ-ЦИАТИМ-1

АФК

Депресал

 

Внешний вид

Жидкость темно-коричневого цвета

 

Кинематическая вязкость при 100 °С, мм2/с

32-60

> 8

10-40

Массовая доля, %:

_

 

_

_

бария

> 2,0

серы

3,0-4,5

хлора

 

< 2,0

< 1,6

золы

<0,09

4,0-5,5

0,6- 1,0

механических примесей

<0,08

<0,15

<0,15

<0,08

воды

Отсутствие

< 0,2

<0,15

Гвсп в открытом тигле, °С, не ниже

220

160

190

Кислотное число, мгКОН/г, не более

0,5

0,3

9 7 0

Новый справочник химика и технолога

Таблица 12.146

Характеристика пакетов присадок

Марки пакетов присадок

Показатели

СамОйл 7311 марки

СамОйл 7321

ВДС-941Н

К-47

К-48

 

А

В

 

 

 

 

 

Кинематическая вязкость при температуре

80

80

80

30

25

200

100 °С, не более

75

 

 

 

 

108

Общее щелочное число, мгКОН/г, не менее

55

130-170

70

200

Массовая доля активных элементов, %,

 

 

 

 

 

 

не менее:

2,5

 

 

 

 

 

кальция

2,0

4,30

3,1

7,2

3,2

цинка

1,0

1,1

1,05

0,6

2,5

2,6

фосфора

0,95

0,6

2,2

2,3

бора

0,012

0,012

Массовая доля, %, не более:

0,08

 

 

 

 

 

механических примесей

0,08

0,1

0,1

0,1

0,1

воды

0,15

0,15

0,15

0,1

Следы

Следы

сульфатной золы

15

12

20

11-15

35

30

Гвсп в открытом тигле, °С, не ниже

180

180

185

165

170

150

Литература

1. Топлива, смазочные материалы, технические жид­ кости. Ассортимент и применение: Справочник / Под ред. В.М. Школьникова. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Изд. центр «Техинформ», 1999. 596 с.

2.Кламанн Д. Смазки и родственные продукты: Синтез, свойства, применение, международные стандарты. М.: Химия, 1988. 488 с.

3.Кулиев А.М. Химия и технология присадок к мас­ лам и топливам. Л.: Химия, 1985. 312 с.

4.Соболев Б.А. // Мир нефтепродуктов. 2000. № 2. С. 1-2.

5.Журба А.С., Бурлака Г.Г., Бугров В.А. Эффектив­ ность производства присадок к маслам. Киев: На­

ук. думка, 1990. 175 с.

6. Бурлака Г.Г. // Нефтепереработка и нефтехимия (М.). 1998. № 8. С. 8-17.

7.Тертерян Р.А. Депрессорные присадки к нефтям,

топливам и маслам. М.: Химия, 1990. 237 с.

8. Заславский Ю.С., Заславский Р.Н. Механизм дей­ ствия противоизносных присадок к маслам. М.: Химия, 1978. 223 с.

9.Мельников В.Г. // Химия и технол. топлив и масел. 1997. №5. С. 32-37.

10.Каплан С.З., Радзевенчук И.Ф. Вязкостные при­ садки и загущенные масла. Л.: Химия, 1982. 136 с.

11.Виппер А.Б., Виленкин А.В., Гайснер Д.А. Зару­ бежные масла и присадки. М.: Химия, 1981. 192 с.

12.Селезнева И.Е., Левин А.Я., Монин С.В. // Химия и технол. топлив и масел . 1999. № 6. С. 39-43.

13.Главати О.Л. Физико-химия диспергирующих присадок к маслам. Киев: Наук, думка, 1989. 173 с.

14.Курило С.М. Главати О.Л. Цукрук В.В. и др. // Хи­ мия и технол. топлив и масел. 1990. № 6. С. 25-27.

15.Курило С.М., Главати О.Л. // Нефтепереработка и нефтехимия (Киев). 1991. № 40. С. 1-9.

16.Лашхи В.М., Фукс И.Г., Шор Г.И. // Химия и тех­ нол. топлив и масел. 1991. № 6. С. 16-20.

17.Кязим-задэ А.К., Гадиров А.А. // Нефтехимия. 1998. Т. 8. №2. С. 83-89.

18.Шехтер Ю Н., Ребров И.Ю., Кардаш Н.В. // Химия

итехнол. топлив и масел. 1992. № 8. С. 2-8.

19.Резников В.Д. // Химия и технол. топлив и масел. 1998. №5. С. 48-50.

20.Богданов И.Ш., Зубарева М.А., Ерухимович Ж.Ш.

идр. // Химия и технол. топлив и масел. 1991. № 10. С. 36-38.

21.Лашхи В.Л., Виппер А.Б., Блохина И.В. // Химия и технол. топлив и масел. 1983. № 1. С .41-43.

22.Бородин Ю.С., Бычков В.З., Бидыло И.П. и др. // Трение и износ. 1995. Т. 16. № 5. С. 925-930.

23.Гутенев С.Б., Лашхи В.Л. // Нефтепереработка и нефтехимия (М.). 1997. № 10. С. 16-18.

24.Данилов А.М. // Автомобильная промышленность. 1995. № 8. 15-17 с.

25.Балабанов В.И. // Автомобильная пром-сть. 1996.

8. С. 16-18.

26.Горбунов Г.В. // Техника машиностроения. 1997.

3. С. 50-55.

27.Грамолин А.В. // Грузовик. 1996. № 3. С. 12-13.

28.Белов П.С., Волошин Н.Л., Парфенова В.А. и др. // Химия и технол. топлив и масел. 1990. № 5. С. 33-34.

29.Исмайлова Н.Д., Ахмедов А.И., Рустамов С.Н. //

Химия и технол. топлив и масел. 1992. № 12. С. 31-33.