Тема 7. Свойства присадок к смазочным маслам и механизм действия

7.1 Назначение, виды и механизм действия присадок

Наиболее эффективным и достаточно дешевым методом улучшения эксплутационных свойств смазочных масел является легирование их специальными присадками. Присадки - это сложные химические соединения различных веществ, которые вводятся в смазочные масла для улучшения их качества или придания маслу новых, заранее заданных свойств. В зависимости от функционального действия присадки подразделяются на антиокислительные, противокоррозионные, моющие, диспергирующие, противоизносные, вязкостные, депрессорные, противопенные. Присадки могут вводиться в масло для улучшения или придания одного определенного свойства, например, депрессорную – для снижения температуры застывания. Но чаще всего используют многофункциональные присадки, улучшающие одновременно несколько свойств смазочного масла.

Присадки должны отвечать следующим требованиям: хорошо растворяться в маслах; не выпадать в осадок от изменения температуры и при хранении; быть термически и химически стабильными; не изменять своего функционального назначения при применении его в двигателе; не изменять других качеств масла.

Антиокислительные присадки улучшают стабильность масла против окисления

при высоких температурах. В качестве антиокислительных присадок чаще всего используются алкилфенольные соединения (ионол, соединения содержащие азот, азот и фенольный гидроксил, азот и фосфор). Эти присадки могут задерживать начало процесса окисления, разрушать образующиеся гидроперекиси и тем самым подавлять реакции разветвления цепей, а также взаимодействовать с продуктами окисления углеводородов и образовывать новые вещества, обладающие антиокислительными свойствами. Марки: ДФ-11, ДФБ, ДФ-1, ВНИЦНП-354, ИХП-21, МНИИП-22К, КАСП-13, «Бория», ДБК, Агидол-2.

Противокоррозионные присадки добавляют в масла для снижения коррозии металлов, особенно сплавов цветных металлов (медно- свинцовые и др.). В качестве

указанных присадок используются различные соединения: трибутилфосфит, осерненное масло, алкилфеноляты щелочных и щелочноземельных металлов. Механизм действия этих присадок сводится к образованию на металле защитных плёнок, которые препятствуют непосредственному воздействию коррозионно-активных веществ на металл. Другим направлением действия присадки может быть нейтрализация коррозионно-агрессивных продуктов, образующихся при сгорании сернистого топлива и окисления масла. Марки: ДФ-1, ЛАКИ-317.

Моющие и диспергирующие присадки препятствуют образованию лаков и нагаров на деталях цилиндропоршневой группы. В качестве моющих присадок широкое применение получили соли различных сульфо- и карбоновых кислот, алкилфеноляты, беззольные, малозольные полимерные присадки и др. Присадка СБ-3 относится к малозольным и низкощелочным сульфонатам, применяется в качестве моюще-диспергирующей, противоизносной; MACK -многозольный алкилсалицинат кальция; ПМСЯ - многозольная сульфанатная присадка. Механизм действия моюще-диспергирующих присадок заключается в переводе нагарообразующих веществ в суспензию и удерживании их в этом состоянии.

Противоизносные присадки содержат поверхностно- активные вещества, которые

при повышении температуры образовывают пленки, препятствующие схватыванию

трущихся деталей. К ним относятся соединения, содержащие неактивную серу, а также эфиры фосфорных кислот.

При использовании противозадирных присадок продукты их разложения химически взаимодействуют с металлом при высоких температурах трения. При этом образуются соединения, обладающие меньшим сопротивлением срезу и более низкой

температурой плавления, чем чистые металлы, что и препятствует заеданию трущихся поверхностей. В присадки входят сера, фосфор и хлор, в некоторые из них - свинец, сурьма молибден в сочетании с серой или фосфором.

Противоизносные и противозадирные присадки одновременно обладают и антифрикционными свойствами. Марки: ДФ-11, ДФ-1, ДФБ, МНИИП-22К.

Вязкостные присадки (3 - 5%) вводят в смазочные масла, чтобы придать им необходимые вязкостно-температурные свойства, высокий индекс вязкости и хорошую прокачиваемость при отрицательных температурах. Такие присадки представляют собой высокомолекулярные соединения (полиизобутилены, полиметакрилоты). Эти присадки в меньшей степени изменяют свои свойства под воздействием высоких температур и механических сил. Масло, загущенные этими присадками, обладают хорошими вязкостными свойствами, обеспечивают легкий пуск двигателя при низких температурах и поэтому используется как всесезонные масла. Марки: КП-5, КП-10, КП-20, ВИНИПОЛ.

Депрессорные присадки (0,5 - 1%) вводят в смазочные масла, чтобы сделать их пригодными для использования при низких температурах окружающей среды. Депрессоры препятствуют образованию при низких температурах сплошных кристаллических сеток, благодаря чему, смазочное масло сохраняет подвижность. Марки: АЗНИИ, АЗНИИ-ЦИАТИМ-1, АФК, ПМ.

Противопенные присадки добавляют к маслам, применяемым в тех узлах, где происходит вспенивание масла в результате чего резко ухудшаются условия смазки трущихся поверхностей. Эти вещества снижают прочность поверхностных пленок, которые разделяют газовые пузырьки и жидкую фазу. В качестве противопенных присадок используют полиметилси-локсан (ПМС-200А), полидиметилсилоксан, полиэтилсилоксан. Эти присадки вводятся совместно с моющими, поскольку последние способствуют вспениванию масла.

7.2 Многофункциональные присадки

Для придания смазочному маслу комплекса определенных эксплуатационных свойств вводят несколько органических соединений, обладающих различными функциональными качествами. Многофункциональные присадки сообщают маслу целый набор заданных эксплуатационных свойств: антиокислительные, противонагарные, противокоррозионные и др. К многофункциональным присадкам относятся алкилфенольные, фенолсульфидные и полимерные соединения, содержащие фосфор и серу.

Алкилфенольные присадки БФК, КФК, ВНИИНП-370, ВНИИНП-371 обладают высокими противокоррозионными, моющими противонагарными и антиокислительными свойствами.

Фенолсульфидные присадки АЗНИИ, АЗНИИ-ЦИАТИМ-1, ЦИАТИМ-339 обладают хорошими противокоррозионными и моющими свойствами, улучшают смазочную способность и снижают температуру застывания масла.

Полимерные присадки характеризуются высокими моющими и диспергирующими свойствами, а также в ряде случаев улучшают вязкостно - температурные качества и снижают температуру застывания, повышают антиокислительную способность и ослабляют коррозионную агрессивность.

Постоянно возрастающие требования к качеству смазочных материалов привели к необходимости применение композиций многофункциональных присадок, которые резко повышают многие эксплуатационные качества масла. При составлении композиций присадок происходит сложное химическое взаимодействие компонентов, в результате чего не только усиливаются определенные свойства, но и проявляются новые качества.Пример композиций присадок для моторных масел группы В: 4% ВНИИНП-360+2% ПМСЯ+1,5% ВНИИНП-354+0,005% ПМС-200А (первая улучшает моющие, противоокислительные и противоизностные свойства, вторая придает моющие свойства, третья улучшает противоизносные свойства, четвертая - противопенная.