Разумевање адитива за детерџенте у моторним уљима: Преглед

Садржај

Шта је детерџент за моторна уља са унутрашњим сагоревањем?

Функције детерџената

Способност неутрализације киселине

Способност детерџента

Дисперзија

Солубилизација

Поређење перформанси главних детерџената

Врсте детерџената за мазива.

сулфонат

Алкил фенати и сумпорисани алкил фенати

 

Шта је детерџент за моторна уља са унутрашњим сагоревањем?

 

 

Детерџент (за моторна уља са унутрашњим сагоревањем) је хемикалија која може да чисти делове мотора и одржава делове мотора чистима, и помаже да се суспендују непожељне чврсте честице у моторном уљу. Детерџент има четири функције: неутрализацију киселине, детерџент, дисперзију и солубилизацију.

У формулацијама моторног уља, већина детерџената користи сапуне алкалних метала да неутралише органске или неорганске киселине настале током оксидације или сагоревања.

Детерџенти се углавном комбинују садисперзантииЗДДПи углавном се користе у моторним уљима са унутрашњим сагоревањем.

 

• Године 1943. Сједињене Државе су откриле да уље за дизел моторе које се додаје сапунима од метала органске карбоксилне киселине, као што су масне киселине растворљиве у уљу или нафтенске киселине, може да реши проблем повећаних наслага угљеника у жлебовима клипних прстенова, људи га називају детерџентом јер ова врста метални сапун растворљив у уљу има способност чишћења сличну сапуну растворљивом у води.
• Истраживање о детерџентима је почело саметални сапуни, и постао популаран са масним киселинама и сапунима нафтенске киселине. Због већине металних соли масних киселина и металних соли нафтенске киселине су такође катализатори оксидације уља за подмазивање, развојем индустрије мазива замењени су сулфонатима, фенатима и фосфатима.
• У модерним адитивима за мазива, најпопуларнији детерџенти укључујуСулфонати, Сумпоризовани алкилфенати, Фосфонотиолат, Алкилсалицилатии Нафтенати. Пет врста детерџената се у почетку примењују са неутралним солима.
• Крајем 1940-их и раних 1950-их, са порастом дизел мотора велике снаге са компресором и повећањем горива која садрже сумпор, као и са више разумевања неутрализације детерџената, људи су почели да се развијају.базни детерџентиидетерџенти преко базе.
• Крајем 1950-их развијени су производи за детерџенте са базном вредношћу од 250 мг КОХ/г.
• Тренутно, количина високог базног броја производа заузима већину савремених адитива за мазива, а основна вредност може да достигне и до 400~500мгКОХ/г. Више од 75 одсто детерџената се користи у уљу за бензинске и дизел моторе. Доза детерџента у аутомобилском моторном уљу може да достигне 3 до 15 процената, а садржај у уљу бродских мотора ће бити још већи. Уља за бродске цилиндре (ТБН 100) садрже до 30 посто адитива, већина ових адитива су детерџенти.

 

 

Функције детерџената

 

Способност неутрализације киселине
Већина детерџената има основну вредност, а неки имају високу базну вредност, која се назива аУкупан основни број (ТБН), а ТБН представља способност неутралисања киселина. Различите соли метала имају различите способности неутрализације киселине.

Алкални сулфонатни и фосфатни детерџенти су јаке киселинско-јаке алкалне соли, и само прекоалкални део детерџента, односно карбонат и хидроксид, може да неутралише киселост, док су неутрални сулфонати и фосфати сапуни и немају способност да неутралишу киселине. . Међутим, базични карбоксилати, салицилати и фенати су јаке базе-слабе киселе соли, што их чини Луисовим базама. Не само да преалкални део има способност неутрализације, већ и сапун има способност да неутралише киселину.

Детерџенти високе базне вредности су углавном комбинација карбоната (ЦаЦО₃, БаЦО₃, МгЦО₃, На₂ЦО₃, Ли₂ЦО₃итд.) и хидроксиди метала [Ца(ОХ)₂, Ба(ОХ)₂, Мг (ОХ)₂, НаОХ, ЛиОХ] и други колоиди у стању суперчестица су дисперговани у неутралним детерџентима на бази метала.

Детерџенти са прекомерном базом са високим алкалним резервама могу континуирано да неутралишу киселине добијене оксидацијом уља за подмазивање и лож уља, спречавајући их од даље оксидативне кондензације и на тај начин смањујући смоле у ​​мотору. Истовремено, може да неутралише оксид сумпора који настаје након сагоревања горива која садржи сумпор, спречавајући га да сулфонира уље за подмазивање;

Такође може неутралисати карбоксилну киселину, сумпорну киселину, азотну киселину итд. која настаје након сагоревања бензина и спречити њихово даље дејство на угљоводонике.

Због неутрализације ових неорганских киселина и органских киселина спречава се корозија ових киселих материја на металним деловима мотора, што је посебно важно за уља за дизел моторе и бродска уља која користе горива са високим садржајем сумпора.

 

Способност детерџента

Детерџент је у облику мицела у уљу и има јаку адсорпцију на непожељни смоласти филм и наслаге угљеника. Може да опере смоласти филм и наслаге угљеника који се придржавају клипа и да их распрши у уљу.

Генерално, што су јача својства дисперзије, то су јача својства.

 

Дисперзија

Детерџент може да апсорбује мале чврсте честице као што су колоидне и угљеничне честице које су настале и да их распрши у уљу, спречавајући их да се агломерирају и формирају велике честице које се пријањају за цилиндар или се таложе у муљ.

 

Солубилизација

Солубилизација је појава да се течне растворене материје које су првобитно нерастворљиве у уљу растварају услед додавања мале количине сурфактанта.

Детерџенти су неки сурфактанти, често дисперговани у уљу као мицеле, који могу да растворе једињења која садрже кисеоник и која садрже хидроксилне и карбонилне групе, једињења која садрже нитро, муљ, чађ и воду. Ове супстанце су интермедијери за формирање филма боје. Они су растворени у центру мицела и окружени молекулима адитива који формирају мицеле, чиме се спречава даља оксидација и кондензација и смањује се стварање филмова боје и наслага угљеника. Заиста, солубилизација прекурсора талога помоћу детерџената, односно способност да се ове високо реактивне функционалне групе учине мање активним, чиме се спречава њихова трансформација у наслаге, много је мање солубилизирајућа него многи дисперзанти без пепела.

 

У основи, детерџент се састоји одЛипофилна група, Поларна група и Хидрофилна група.Као следећа табела:

 

ИТЕМ	Липопхилиц Гроуп	Полар Гроуп	Хидропхилиц Гроуп	Молецулар Струцтуре
сулфонат	Алкиларил	Група сулфонске киселине	Ца, Мг, Ба, На
Алкилфеноли и сумпоризовани алкилфенати	Алкиларил	Фенолни хидроксил	Ца, Ба
Алкил салицилати	Алкиларил	Салицилат	Ца, Мг, Ба
Тиофосфат	Полиизобутилен n=17-20	фосфоротиоат или фосфорна киселина	Ца, Ба

 

Перформансе детерџента и дисперзије главних детерџената и дисперзаната

Адитиви за мазива	Способност солубилизације		Способност дисперзије			Способност детерџента
	Чврсто / посто	пируват/(ммол/кг)	продукти распадања органске киселине/ проценат	асфалт/ посто	чађа / проценат	Спречити адсорпцију чађе / проценат	очистите адсорбовану чађу / проценат	Спречити адсорпцију чађе под електричним пољем/проценат
Калцијум алкил салицилат	0-3	37	——	30-60	10	10	2-4	90-100
Алкил фенат	3.6	32	30-70	30-50	20-30	——	3	90
Баријум тиофосфат	——	346	——	——	40	——	——	90
Калцијум алкил фенол сулфид	——	24	——	——	38	——	——	50
Магнезијум сулфонат	——	——	70	——	90	——	——	20
Калцијум сулфонат	6-10	20	60-100	70-90	100	34	6	10
Суццинимиде	8-20	360	——	80-100	100	85	53	0

 

 

Поређење перформанси главних детерџената

ИТЕМ	Дисперзија	Неутрализација киселине	Солубилизација	Против рђе	Антиоксидација
Неутрално, базни сулфонат	средњи	средњи	средњи	да	не
Сулфонати високе базе	средњи	висока	средњи	да	не
Неутрално, база фенат	ниско	средњи	ниско	не	да
Алкил фенат високе базе	ниско	висока	ниско	не	да
Алкилсалицилат	ниско	средњи	ниско	не	да
Тиофосфат	средњи	средњи	средњи	не	да

 

Врсте детерџената за мазива.

 

Према извору сировина, сулфонатни детерџенти се могу поделити на:

• Петролеум Сулфонате;
• Синтетички сулфонат.

 

Према основном броју, сулфонати се деле на:

• Неутрал Сулфонате;
• Сулфонат средњег базног броја;
• Сулфонат са високим базним бројем;
• Сулфонат са супер високим базним бројем.

 

Према врсти метала:

• калцијум сулфонат;
• магнезијум сулфонат;
• натријум сулфонат;
• и литијум сулфонат.

 

сулфонат

 

Калцијум сулфонатје најчешће коришћени сулфонатни детерџент.

 

Због ниског садржаја пепелаМагнезијум сулфонат, испуњава захтеве уља за подмазивање са мало пепела и има добру отпорност на рђу. Углавном се користи у висококвалитетном бензинском моторном уљу и релативно је лако проћи МС Ⅱ Д тест рђе.

 

Пошто је со баријума тежак метал и токсична, њена примена је све мања, иБаријум сулфонатје скоро потпуно елиминисан као детерџент за уље за подмазивање. Али баријум сулфонат има одличне перформансе против рђе на различитим металима и погодан је за употребу као средствоАдитив против рђе.

 

Калцијум сулфонат са прекомерном базом се формира дисперговањем вишка базе у мицелама у облику калцијум карбоната (ЦаЦО3,) да би се формирао сулфонат са прекомерном базом. Однос калцијумове соли (м) дисперговане као калцијум карбонат према калцијум соли сулфоната (н) прелази 30:1.

 

Неутрални или нискобазни сулфонати имају бољи дисперзиони ефекат на чађ и друге супстанце, док сулфонати на бази имају бољу способност неутрализације и детерџенте на високим температурама.
Сулфонат се може чврсто адсорбовати на површини металног гвожђа да би се формирао непропусни заштитни филм, који обезбеђује његовудобре перформансе против рђе.

У поређењу са салицилатом и фенатом, сулфонат је бољи од салицилата и фената у погледу растворљивости и дисперзије, али под тешким условима високе температуре, брзина неутрализације и детерџенте су лошији од салицилата и фената.
Конкретно, свесулфонатни адитиви имају слаба антиоксидациона и антикорозивна својства, иСулфонатни адитиви високе основне вредности чак подстичу оксидацију.
Да би се надокнадио недостатак антиоксидације, поред мешања различитих сулфоната високе и ниске базе у савременим моторним уљима, важније је користити сулфонате у комбинацији са сумпорисаним алкил солима, дисперзантима и антиоксидансима и антиоксидантима. -адитиви против корозије.

Генерално, сулфонат имадобро детерџенте на високим температурама, јака способност неутрализације,добра отпорност на рђу, инека дисперзибилност. Његову сировину је лако набавити, а цена је јефтина. Може се комбиновати са другим адитивима за припрему различитих моторних уља са унутрашњим сагоревањем. Такође се користи за уља за бродске цилиндаре и моторе.

 

Алкил фенати и сумпорисани алкил фенати

 

Алкилпхенплте детерџент је један од детерџената за моторно уље који се појавио касних 1930-их. Од почетка, ова врста адитива је брзо направљена у различите деривате, као што су сумпорисани алкилфенат, формалдехид кондензациони алкилфенат, амин формалдехид кондензациони алкил фенат.

Од 1950-их, развојем различитих дизел мотора велике снаге и применом горива са високим садржајем сумпора, како би се ефикасно решили проблеми повећаних наслага угљеника на клиповима и корозије и хабања кошуљице цилиндара, детерџенти алкилфенола су се постепено развијали према производи високе базе са ТБН 200~250.

Најчешће коришћене соли алкилфенола су соли калцијума и соли магнезијума, а најчешће коришћене соли калцијума.
Међутим, учинак чистог алкил фената је лош и тешко га је метализовати за производњу високобазних производа, тако да се алкил фенат сумпорисане соли и алкил фенат појављују скоро истовремено и данас постају најчешће коришћени у свету. Има широк спектар врста, а његова потрошња је на другом месту после сулфоната, а алкални фенати чине једну трећину тржишта адитива за детерџенте за подмазивање.

 

Према базном броју, сумпорисани алкил фенати укључују:

 

 

• Нискобазни сумпорисани алкил фенат (ТБН100);
• Сумпорисани алкил фенат средње базе (ТБН150);
• Сумпорисани алкифенат високе базе (ТБН250);
• Супер-висока база сумпоризовани алкил фенат калцијум (ТБН300).

 

 

Карактеристике сумпоризованог фената:

 

• Сумпорисани алкилфенат се лако дисоцира у уљном медију, тако да има посебнодобра способност неутрализацијеиодлична антиоксидација и антикорозијасвојства.

• Сумпоризовани алкилфенат има посебнодобро детерџенте на високим температурама, а посебно је ефикасан у сузбијању наслага угљеника у горњем жлебу прстена дизел моторног уља са компресором. То је један од незаменљивих адитива за дизел моторно уље са компресором;

• Сумпоризовани алкилфенат се широко користи у различитим врстама уља за моторе са унутрашњим сагоревањем збогдобро задржавање алкалија и способност одвајања воде, и још увек је један од главних адитива уљу за подмазивање бродова.

 

Разлика између фенатних детерџената и сулфонатних детерџената:

 

И високобазни сулфонат и високобазни алкил фенат имају добреспособност неутрализације киселине.

Сулфонат високе базе може смањити учинак антиоксиданата у мазивима. Али алкил фенат високе базе има антиоксидативна својства.

 

Сумпоризовани алкилфенат се комбинује са другим детерџентима, дисперзантима и ЗДДП, и широко се користи у разним моторним уљима са унутрашњим сагоревањем, посебно у дизел моторним уљима са компресором за смањење наслага угљеника. Одржава добру алкалност и добро се користи у уљу за бродске цилиндре, тако да је развијено у великим размерама у западним земљама и постало је један од најважнијих адитива за подмазивање тренутно.