Општи увод у средства за побољшање индекса вискозитета за мазива

Садржај овог чланка.

Називи адитива за контролу вискозитета - како људи називају ову хемикалију.

Главна историја поправљача вискозности

Зашто су средства за побољшање индекса вискозности тако важна? - Вредност средстава за побољшање индекса вискозности (ВИИ) у мазивима.

Побољшајте перформансе вискозитет-температура мазива

Смањите потрошњу енергије, минимизирајте хабање и смањите трење у машинама

Поједноставите производе за мазива

Повећава производњу високовискозних уља за подмазивање

Перформансе поправљача индекса вискозности

Стабилност на смицање

Способност згушњавања

Термичка/оксидативна стабилност

Перформансе при ниским температурама

Висока температура, висока брзина смицања (ХТХС)

Типични поправљачи индекса вискозности

Поређење својстава неколико често коришћених поправљача индекса вискозитета (ВИИ)

 

 

Вискозност уља за подмазивање опада са повећањем температуре, аИндекс вискозности (ВИ)је индикатор за мерење степена промене вискозитета са температуром. Што је већи ВИ уља, то је мањи степен промене вискозитета са температуром. Генерално, индекс вискозитета минералног уља (парафинска база) је обично 96-120, да би се припремило вишеградно уље за моторе са унутрашњим сагоревањем (ИЦЕ или ИЦ мотор) са одличним вискозитетно – температурним карактеристикама и другим индустријским мазивима високог индекса вискозности. да додате средство за побољшање индекса вискозности (ВИИ) или користите синтетичко базно уље.

Називи адитива за контролу вискозитета- Како људи зову ову хемикалију

 

Адитиви за контролу вискозитета су такође познати под неколико других имена, укључујући:

• Модификатори вискозитета (ВМ)
• Средства за побољшање индекса вискозитета (ВИИ)
• Средства за побољшање вискозности
• Средства за згушњавање
• Адитиви за згушњавање
• Стабилизатори вискозитета
• Појачивачи вискозитета

 

Ови термини се често користе наизменично за означавање адитива који помажу у контроли вискозитета мазива у различитим условима рада.

 

Главна историја поправљача вискозности

 

• Раније 1930-их, Високомолекуларни спој је коришћен за хидрауличко уље и уље за топовске зупчанике да би се побољшале перформансе вискозитет-температура.
• полиизобутилен (ПИБ)је један од првих ВИИ који су развијени. 1930-их, истраживачи компаније Стандард Оил (сада ЕкконМобил) развили су процес за производњу ПИБ-а високе молекуларне тежине, који је имао боља својства за побољшање ВИ.
• полиметакрилат, (ПМА)је први пут развијен 1950-их као замена за синтетичку гуму. 1970-их, истраживачи су почели да истражују употребу ПМА као ВИИ у мазивима. Открили су да ПМА имају одличну стабилност на смицање, добре перформансе на ниским температурама и отпорност на оксидацију.
• Етилен пропилен кополимер (ЕПЦ)илиолефински кополимери (ОЦП)су први пут развијени 1960-их као замена за полиизобутилен (ПИБ), који је у то време био доминантан ВИИ. ОЦП су кополимери алфа-олефина и других мономера, као што су етилен и пропилен. Током 1970-их и 1980-их, ОЦП је постао широко коришћен у производњи моторних уља и других мазива. Они су били посебно популарни у Северној Америци, где су коришћени за побољшање перформанси на ниским температурама.
• 20. век 70-их: Схелл Цхемицал развијенСтирен-изопрен полимери, који су познати по својој доброј стабилности на смицање и перформансама на ниским температурама, што их чини широко примењеним у побољшивачима индекса вискозитета за аутомобилска моторна уља.

 

Ова полимерна једињења се називају адитиви за згушњавање или побољшивачи индекса вискозности.

 

нпр. додавање ПМА минералном уљу може ефикасно повећати његов вискозитет, посебно на високим температурама. Ово једињење се обично назива средством за побољшање вискозитета због његове способности да утиче на перформансе вискозитета и температуре уља. Конкретно, побољшава индекс вискозности уља, због чега је познат и као поправљач индекса вискозности.

 

Тржишни удео средстава за побољшање индекса вискозности је у порасту због брзог развоја вишеструких мазива. Вишеградна моторна уља захтевају побољшани индекс вискозности да би одржала своје перформансе у широком опсегу температура. Као резултат тога, средства за побољшање индекса вискозитета постала су неопходна у индустрији подмазивања. Према статистици, ови ВИИ чине око 22,5% укупне потрошње адитива за мазива.

 

Зашто су средства за побољшање индекса вискозности тако важна? - Вредност средстава за побољшање индекса вискозности (ВИИ) у мазивима.

 

Побољшајте перформансе вискозитет-температура мазива

 

Један од кључних разлога зашто се индекс вискозности побољшава (ВИИ) адитиви су високо цењени је то што побољшавају вискозитетно-температурне перформансе мазива. Мазива са ВИИ адитивима, као што су моторна уља, уља за мењаче и хидраулична уља, излажудобре перформансе на ниским температурама и подмазивање при високим температурама, што је неопходно за обезбеђивање несметаног рада и заштите машина. Додатно, мазива са ВИИ адитивима могуиспуњавају захтеве вишеструких разреда вискозитета, што их чини разноврсним и погодним за употребу у различитим применама и условима током целе године.

 

Смањите потрошњу енергије, минимизирајте хабање и смањите трење у машинама

 

Поправљачи индекса вискозности играју кључну улогу у смањењу потрошње енергије, минимизирању хабања и смањењу трења у машинама. У поређењу са једноструким мазивима, вишеструка мазива формулисана са побољшивачима индекса вискозности троше мање мазива и лож уља, што резултира значајно смањеним механичким хабањем. Вишеструка мазива имају глађе перформансе вискозитет-температура, са мањим варијацијама вискозитета у односу на температурне промене од једноструких мазива. Ово обезбеђује адекватно подмазивање покретних делова на високим температурама, смањујући хабање и хабање. На ниским температурама, вишеструка мазива имају нижи вискозитет од једноградних уља, што олакшава покретање мотора и штеди енергију. У поређењу са једноградним уљима истог нивоа вискозности, као што је САЕ 10В/30 наспрам САЕ 30, мултиградна уља могу уштедети до 2% до 3% на потрошњи горива.

 

Поједноставите производе за мазива

 

Поправљачи индекса вискозности играју кључну улогу у поједностављивању производа за подмазивање. На пример, универзална мазива за тракторе могу истовремено послужити као моторно уље, уље за мењаче, течност за мењач и уље за кочнице, захваљујући употреби поправљача индекса вискозитета. Ово поједностављује попис потребних производа за подмазивање, смањујући трошкове повезане са складиштењем и управљањем више мазива. Поред тога, употреба универзалних мазива може довести до мање забуне и грешака у избору и примени мазива, што на крају доприноси побољшању перформанси и поузданости опреме. Способност поједностављења производа мазива коришћењем поправљача индекса вискозитета учинила их је вредном компонентом у индустрији мазива.

 

Повећава производњу високовискозних уља за подмазивање

 

Због ограничене доступности ресурса базног уља високог вискозитета, побољшивачи индекса вискозности постали су основни састојци уља за подмазивање. Додавањем побољшивача индекса вискозности базним уљима ниског вискозитета, добијено уље може заменити базна уља високог вискозитета, што повећава производњу високовискозних уља за подмазивање и чини рационалније коришћење ресурса.

У моторним уљима, побољшачи индекса вискозитета су кључни у стварању вишеструких моторних уља која су мање зависна од температуре. У ствари, средства за побољшање индекса вискозитета су витална компонента моторних уља према ИЛСАЦ ГФ-5 спецификацији моторног уља путничких аутомобила. Вишеструка моторна уља формулисана са побољшивачима индекса вискозности могу да одржавају вискозитет на високим температурама и условима високог смицања, а истовремено обезбеђују да се уља за подмазивање могу пумпати на ниским температурама.

 

У течностима за погонске системе као што су уља за мењаче и течности за аутоматске мењаче, побољшачи индекса вискозитета служе да минимизирају промене вискозитета у најширем могућем опсегу радне температуре уз одржавање добре стабилности на смицање. Најчешће коришћени побољшивач индекса вискозитета је у вишеструким моторним уљима, која чине око 60% свих уља за подмазивање. Количина побољшивача индекса вискозитета који се користи у моторним уљима може достићи до 15% (масени удео). Међу разним врстама адитива, у највећем броју се користе средства за побољшање индекса вискозности, која чине око 23% укупне продаје адитива.

 

Тренутно, уља за подмазивање која штеде енергију и имају бољу економичност горива су вишеструка моторна уља комбинована од базних уља ниског вискозитета са модификаторима трења, побољшачима индекса вискозности и депресорима тачке стињавања. Средства за побољшање индекса вискозности могу смањити губитак трења у мешовитим и хидродинамичким зонама подмазивања, док модификатори трења могу смањити губитак трења у граничним и мешовитим зонама подмазивања. Са правом формулацијом, побољшивачи индекса вискозитета и модификатори трења могу да раде заједно на смањењу трења и побољшању енергетске ефикасности уља за подмазивање.

 

Перформансе поправљача индекса вискозности

 

1. Стабилност на смицање

 

Стабилност на смицање је способност полимера да се одупре напону на смицање, што је кључна карактеристика поправљача индекса вискозитета. Када средство за побољшање индекса вискозности има лошу стабилност на смицање, главни ланац полимера ће се прекинути под дејством напона смицања, што доводи до пада вискозитета. Као резултат тога, мешано уље за подмазивање не може да задржи свој првобитни ниво вискозитета, што узрокује повећано хабање и потрошњу горива. За више, кликнитеПобољшивач стабилности на смицање и индекса вискозности у мазиву.

 

2. Способност згушњавања

 

Способност згушњавања је веома важан учинак поправљача индекса вискозности. Што је већа способност згушњавања побољшивача индекса вискозности, то је мања доза, а нижа је цена вишеградног мазива.
Способност згушњавања полимера углавном зависи од релативне молекулске масе средства за побољшање индекса вискозитета, броја угљеника главног ланца на молекулу (-[-ЦХ2-]-) и облика у базном уљу .
Редослед способности згушњавања комерцијално доступних поправљача индекса вискозности је следећи:

ХСД ≈ ОЦП > ПИБ > ПМА

 

3. Термичка/оксидативна стабилност

 

Термичка/оксидативна стабилност је још један важан индекс евалуације ВИИ. Поправљачи индекса вискозности су подложни високотемпературној оксидацији и термо-оксидативној разградњи у стварној употреби, а разлагање ће довести до низа проблема као што су смањење вискозитета, повећање киселинске вредности и повећање наслага угљеника у прстенастом жлебу. Високомолекуларни полимери генерално не пролазе кроз очигледну термо-оксидативну разградњу испод 60 степени, и почињу да се термо-оксидативно разлажу на 100-200 степену. Термооксидативна стабилност полимера је повезана са структуром ВИИ.

 

Редослед оксидационе стабилности комерцијално доступног ВИИ је:

ПМА > ПИБ > ОЦП ≈ ХСД

 

4. Перформансе при ниским температурама

 

Нискотемпературни вискозитет моторних уља је кључна реолошка карактеристика. Да би се возило могло покренути по хладном времену, вискозитет моторних уља у лежајевима мора бити испод критичне вредности. Ова вредност је одређена кроз експерименте са способношћу покретања мотора на ниским температурама и дефинисана је у оквиру САЕ Ј300 за све "В" разреде.

Поправљач индекса вискозитетаима важан утицај на нискотемпературне перформансе вишеградних моторних уља, а постоје две критичне вредности које указују на индекс перформанси на ниским температурама вишеградних моторних уља:нискотемпературно покретање и нискотемпературна пумпабилност.

 

Могућност покретања при ниским температурама

Постоји много фактора који утичу на способност покретања при ниским температурама, један од најважнијих индикатора је нискотемпературни вискозитет, што је мањи нискотемпературни вискозитет, лакше је стартовати.
Обично,Симулатор хладног покретања (ЦЦС)се користи за мерење привидног вискозитета вишеградног уља на ниским температурама. Симулатор хладног старта је реометар који ради при великој брзини смицања при фиксној температури околине да би се симулирао проток уља за подмазивање у лежајеве мотора при покретању. Након покретања мотора, уље такође мора бити у могућности да слободно тече у уљну пумпу и да се дистрибуира у различите уљне водове мотора.
Нискотемпературна својства различитих ВИИ су прилично различита, а ПМА показује нижи вискозитет у широком распону брзина смицања, тако да ПМА има најбоље ЦЦС перформансе. Молекуларни ланац ПИБ-а је релативно крут јер има много метил бочних ланаца, а његов вискозитет се брзо повећава на ниским температурама, тако да су перформансе ПИБ-а на ниским температурама најгоре.

Могућност пумпања моторног уља при ниској температури

Када се мотор покрене на ниској температури, притисак уља у систему за подмазивање мора се нормализовати за кратко време како би се осигурало да су сви делови мотора подмазани на време, иначе ће изазвати хабање и хабање. Способност моторног уља да се пумпа у различите делове мотора назива се капацитет пумпања.

Пумпавост моторног уља зависи од привидног вискозитета у условима пумпања. Тестови су показали да нискотемпературни вискозитет пумпања вишеградног уља није већи од 3Па·с, што може да обезбеди снабдевање уљем за пумпање, а овај вискозитет се назива критична вискозност пумпања. Температура на којој се постиже критична вискозност пумпања назива се критична температура пумпања, која се мери помоћу мини-ротационог вискозиметра (МРВ). МРВ је реометар ниске брзине смицања који се користи за симулацију могућности пумпања вишеградног моторног уља у возилу након два дана празног хода по хладном времену.

САЕ Ј300 такође наводи горње МРВ границе вискозитета за сва моторна уља "В" разреда. МРВ може да мери и границу протока вискозитета и границу отпора ваздуха. Просечна температура пумпања (БПТ) коју предвиђа МРВ има добру корелацију са просечном граничном температуром пумпања мотора.

Брукфилд вискозитет може да одреди границу протока вискозитета, а следећа табела наводи ефекте различитих типова поправљача индекса вискозитета на перформансе пумпања на ниским температурама.

 

5. Висока температура, висока брзина смицања (ХТХС)

 

Високотемпературно високо смицање (ХТХС) је индикатор стабилности вискозитета моторног уља под високим температурама и високим смицањем, што одражава способност моторног уља да одржи подмазивање под високим температурама и условима високог смицања.ХТХС једноставно можемо разумети као снагу уљног филма.

Вискозност има одлучујући значај за подмазивање. Високотемпературни вискозитет вишеструког моторног уља тестира се капиларним вискозиметром са ниском брзином смицања за мерење кинематичког вискозитета на 100 степени. За нењутновске течности вишестепеног уљног система, вискозитет мерен капиларом ниског смицања не може одражавати вискозитет мотора под радним условима високе температуре (150 степени) и велике брзине смицања (106 с^-1). 

Истраживање показује да је привидни вискозитет измерен на температури од 150 степени и брзини смицања од 10⁶s^-1има добру корелацију са хабањем лежаја мотора. Када је САЕ Ј300 ревидиран 1995. године, и минимална висока температура и висока смицања (висока температура, висока брзина смицања, ХТХС) су додани вискозитет за сваки степен вискозности. Висока температура и високи смичући вискозитет се мере при веома високој брзини смицања (10⁶ s^-1) и температуру (150 степени), што је слично окружењу протока радних лежајева у кућишту радилице у стабилном стању.

 

Генерално, висококвалитетни поправљач индекса вискозитета не само да мора да поседује јакспособности задебљањаидобра стабилност на смицањеали захтева и доброперформансе на ниским температурамаивисока термичка оксидациона стабилност.

Хемијска структура поправљача индекса вискозности је уско повезана са њиховим перформансама. Високи полимери на бази угљоводоника као што је ОЦП имају одличне ефекте повећања вискозитета, али њихова способност да побољшају индекс вискозности (ВИ) није тако добра.

С друге стране, полимери који садрже поларне групе као што је ПМА нису тако ефикасни као ОЦП за згушњавање мазива, али имају одличне способности побољшања ВИ и такође могу да смање тачку течења.

 

Типични поправљачи индекса вискозности

 

 

Поређење својстава неколико често коришћених поправљача индекса вискозитета (ВИИ)