Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Дорогочинская В.А. Присадки к смазочным материалам
По эксплуатационному действию присадки условно подразделяют на типы:
Некоторые присадки улучшают одновременно несколько свойств масел, их называют многофункциональными.
Осн функции:
Осн требования:
Применяются для предотвращения или ↓ образования отложений продуктов окисления на рабочих поверхностях, а также для поддержания продуктов во взвешенном состоянии, смаз масла содержат моющие (детергенты) и диспергирующие (дисперсанты) присадки.
Моющие, или детергентные, присадки, адсорбируясь на указанных пов-стях, формируют на них двойной электрич. слой. Последний обладает экранирующим действием и препятствует накапливанию отложений. Наиб. распространены присадки сульфонатные (преим. сульфонаты Са и Ва), алкилфенольные (дисульфидалкилфеноляты Ва и Sr, Са- и Ва-соли продукта конденсации алкилфенолов с формальдегидом), алкилсалицилатные (Са- и Ва-соли).
Особенность диспергирующих присадок заключается в их способности тонко измельчать и поддерживать во взвешенном состоянии большие кол-ва твердых частиц, что стабилизирует их в объеме СМ и предотвращает коагуляцию и осаждение на границе раздела фаз.
они, в основном, беззольные (не содержащими Ме) соед., имеющими в молекуле азотсодержащую основную группу (основания Манниха, производные сукцинимида и др.). Концентрация этих и де-тергентных присадок обычно не превышает 2-5%, но если топливо высокосернистое , кол-во присадок ↑.
Их выпускают на основе нефтяного и синтетического сырья. Нефтяные сульфонаты получают на основе специально подготовленных дистиллятных или остаточных масл. фракций. Для синтетических используют алкилбензолы или алкилтолуолы, полученные на основе олигомеров этилена или пропилена, также алкилнафталины и полиолефины. Сульфирующий агент серная кислота. Сульфонатные присадки это соли кальция (и) магния, реже натрия, бария. В зависимости от содержания Ме, разделяют на нейтральные, средне- и высокощелочные.
Реакция получения сульфонатов
R-SO3H + МО
или
М(ОН)2 R-SO3M + Н2О
где МО — двухвалентный оксид металла,
М(ОН)2 - двухвалентный гидроксид металла.
R – это органический радикал, выполняющий
роль маслорастворимой группы.
Синтетический сульфонат
где R и R' - алифатические радикалы с общим числом атомов углерода больше 20
Стадии получения:
1. сульфирование алкиларомат. УВ
2. нейтрализация обр. сульфокислоты оксидом или гидроксидом Me
3. карбонатация –обработка газообразным CO2 в присутствии избыточного кол-ва гидроксида Ме
В России – C-30, НСК – нефтяные
К31, К312, К313 – синтетические
Алкилсалицилатные присадки к маслам обеспечивая высокие моющие свойства они обладают антиокислительными, антикоррозионным и антифрикционным действием. Выпуск в ограниченном объеме(Shell). Представляют собой соли алкилсалициловых кисло т, в основном соли кальция. Изготавливают на основе алкилфенола, полученного алкилированием фенола альфаолефинами.
Реакция Кольбе
Осн. стадии
1. алкилирование фенола олефинами (С14-С18)
2. нейтрализация с получением алкилфенолята Nа или Са
3. карбоксилирование (р-ция Кольбе)
4. аолучение алкилсалициловых к-т разложением
5. нейтрализация гидроксидом или оксидом Ме
6. карбонтация
на них приходится только 3% в мире на моюще0диспергю присадки, т.к. очень сложно
Пример: комплексал 250, Д-300, Детерсол 140
Обладают хорошими противокоррозионными и моющими свойствами , а также у↑ смазывающую способность и ↓ температуру застывания масла.
Соли алкилфенолов, алкилфенолсульфидов, и продуктов фенол формальдегидной конденсации.
Получают путем взаимодействия фенолов с оксидом или гидроксидом ме, главным образом, Ca или Ba.
Наряду с моющей и нейтрализующей способностью, феноляты обладают хорошими диспергирующими свойствами. S-содержащие фенолятные присадки дополнительно проявляют антиокислительный, противоизносный и антикоррозионный эффект.
Пример: АФП-73, К-33, К-35, К-36,
Современ. – соед Cа Или Mg (Ba редко)
Осн стадии:
1. осернение алкилфенолов
2. нейтрализация
3. карбонатация
Задача:обволакивание тв и жидких загрязнений ,частиц (например пыль, вода, продукты реакции сгорания или окисления) поддерживая их во взвешенном состоянии в масле для предотвращения их отложения. Происходит процесс пептизации. Наиболее распространенные дисперсанты сукцинимиды, полиэфиры, высокомолекулярные основания Манниха
Сукцинимидные присадки получают конденсацией полиолефинов или их галогенпроизводных с малеиновым ангидридом и дальнейшей обработкой полученного алкенилянтарного ангидрида полиэтиленполиаминами.
Высокомолекулярные эфиры получают этерификацией олефинзамещенных янтарных кислот с алифатическими моно- или полиспиртами.
Реакция этиленгликоля с замещенной янтарной кислотой
Основные реагенты для получения высокомолекулярных эфиров
M в составе янтарных к-т от 700 до 5000, в стр-ру входит не менее 50 ат. С.
Высокомолекулярные основания Манниха (открыты в 1912 г.)
Реакция полипропиленфенола, тетраэтиленпентамина
и формальдегида
Присутствие в составе ингибитора дисперсанта полимерного типа позволяет удерживать загрязнители во взвешенном состоянии до тех пор, пока они не будут удалены из системы. Выполняют функции и дисперсанта, и загустителя.
В качестве дисперсанта применяют полимер с полярной группой
Строение полярных групп
Углеводородная часть - олеофильная группа
А - полярная группа, R –алкил-, алкенил- или арил-
Повышают антиокислительную устоичивость масел.
Механизмы действия антиокислительных присадок:
1. Разрушение свободных радикалов - обрыв цепных реакций окисления на начальных стадиях путем перевода свободных радикалов в стабильные соединения (фенолы и амины)
2. Разложение пероксидов, образующихся в процессе окисления (дитиофосфаты)
Ингибиторы окисления (антиокислительные присадки): дитиофосфаты цинка также придают высокие противоизносные и антикоррозионные свойства, фенольные используют в основном в индустриальных и энергетических маслах, ароматические, нитро-, серу-, фосфорсодержащие соединения
1. Ингибиторы окисления фенольного типа
агидол-1 (ионол) ,
агидол -2
Способ получения:
Конденсация
о-трет-бутил-п-крезола с формальдегидом
Исп в кач-ве антиокислитприсадки в индустриальных и энергетических маслах
2.Соединения, содержащие серу и фосфор (продолжение антиокислит)
Присадки, содержащие S и P, представлены, главным образом, солями ме дитиофосфорных к-т.
Диалкилтиофосфаты цинка
получают на базе спиртов, обладают более высокой гидролитической стаб. Производят только на Волгоградском НПЗ. ДТФ обладают противоизносными и противокоррозион. св-вами. исп. в моторных, трансмиссионых, индустр. маслах.
Основные алкил; пропил, бутил, ..их смеси. ДФ-11 самая знаменитая , ДФБ ВНИИМП -354, ВНИИНП-715
3. Аминофенольные:
некоторые альфа нафталамины
производные дифиниламина
ТАФ -3
Классификация ингибиторов коррозии
1) хемосорбционного типа: анодные (донорного типа), катодные (акцепторного типа), смешанные анодно-катодные
2) экранирующего (адсорбционного) действия
По способу и области применения:
1) контактные, летучие, универсальные
2) ингибиторы атмосферной, кислотной, щелочной коррозии
3) ингибиторы коррозии в нейтральных средах
Назначение антикоррозионных присадок к маслам - защита от коррозионного поражения и разрушения деталей, изготовлен-ных из металлов и их сплавов
Механизм действия ингибиторов -антикоррозионных присадок
Образование прочных пленок сульфидов и фосфидов, не разрушаемых при трении и в присутствии детергентов, не растворимых в продуктах окисления масла
Пленка образуется в результате простой адсорбции или хемосорбции
Используются для предотвращения окисления поверхности подшипников в присутствии влаги. Данный ингибитор должен эффективно защищать поверхность подшипника, а смазка содержащая данный ингибитор должна обладать высокой водонепроницаемостью и не вымываться водой. Предотвращение коррозии повышает надежность, срок службы подшипников, безопасность эксплуатации жд транспорта, а также удовлетворяет требованиям потребителей к качеству и товарному виду подшипников. Используют:
Присадки, улучшающие смазочные свойства масел (противоизносные, противозадирные, антифрикционные) в первую очередь улучшают их смазывающие свойства.
Их введение удовлетворяет 2 основных требования техники: повышение срока службы механизма и сохранение энергии топлива.
Противоизносные присадки действуют по хемосорбционному механизму или (в более жестких условиях трения) по пути химического модифицирования поверхности полимерной металоорганической пленкой или двухслойным покрытием.
В этих присадках часто присутствуют алкилароматические группы и гетероатомы (S, P, O, N). Зольные противоизносные присадки содержат в своем составе переходный (медь, олово, молибден) или амфотерный (цинк) металл и полярный поверхностно-активный радикал. Беззольные противоизносные присадки представляют собой амиды или тиоэфиры ди(алкиларил)дитиофосфорной кислоты
Содержат в своем составе:
Подчеркнутые присадки производятся в России
Их эффективность зависит от адгезии пленки на поверхности Ме.
Из лекций: образуются фосфиды железа , они взаимодействуют с нижележащими слоями железа и образуют эвтектическую смесь с расклеивающим свойством.
АДТФ,
ДФ-11, Фосан, ВНИИНП-354
12. Противозадирные (ЕР-присадки)
Противозадирные присадки обеспечивают норм. работу при высоких нагрузках трущихся пов-стей без задира и заедания, а также смягчают его, если оно происходит.
действие – сопровождается образованием на стальной пов-ти FeS или FeCl2.
Практически не ↓ коэф-т трения.
Активные элементы противозадирных присадок вступают в химическое взаимодействие с металлом, образуя модифицированные слои (так называемые "эвтектические смеси") с более низким напряжением сдвига, чем у металлов. Эти модифицированные слои представляют собой сульфиды, оксиды, фосфаты или фосфиды железа (в зависимости от присадки, входящей в состав масла). Модифицированная пленка образуется мгновенно и предотвращает задир.
1) Серусодержащие:
2) Хлорсодержащие парафины
3) Хлорзамещенные ароматические (бензол, дифенил, нафталин
4) Фосфорорганические соединения (ДТФ, трибутилфосфат, трикрезилфосфат и др)
5) Твердые коллоидные структуры (дисульфид молибдена, политетрафторэтилен – тефлон)
Концентрация присадок не превышает 3-5%.
13. Антифрикционные присадки – модификаторы трения
Назначение:
Основные соединения:
Влияние модификатора трения на коэффициент трения
Концентрация присадок, как правило, 0,1-0,5%
14. Противопиттинговые присадки
В результате переменных нагрузок на поверхности металла образуются микротрещины. При попадания эти трещины СМ образуются питтинговые язвы.
Рабочие концентрации 0,05 – 0,1%
15. Полимерные (липкостные) присадки
↑ ИВ, ↓износ и трение, УВЕЛИЧИВАЮТ АДГЕЗИЮ.
16. Загущающие присадки
Увеличивают вязкость, увеличивают ИВ
Полимерные молекулы модификатора вязкости
в холодном (а) и в горячем масле (б)
Суперсол, атапол, полиметакрилаты, маслорастворимые органические полимеры (в виде р-ров в дистиллятных маслах)- гл. обр. полиизобутилен , полиметакрилаты , поли-винилбутиловый эфир
Позволяют ↓ диаметр пятна износа в 1,5 - 2 раза.
17. Депрессорные присадки
↓ т-ру застывания масла(на 20-30°С) и ↑ их вязкостно-температурные, а иногда моющие и антикоррозионные св-ва. Депрессаторы - в осн. алкилнафталины и алкилфенолы, а также Продукт взаимод. фталоилхлорида с диалкилфенолом (сантопур), окисленный петролатум, р-р мыла (напр., стеарат А1), нек-рые полиметакрилаты и др.
Концентрация присадок 0,05-1,0%.
18. Противопенные присадки
предотвращают вспенивание СМ благодаря ↓ прочности их поверхностных пленок вследствие адсорбции на них частиц добавок. Лучшие присадки этого типа - полисилоксаны (напр., полиметилсилоксан, полидифенилсилоксан) и др
Рабочие концентрации 0,002 – 0,005%
Основные соединения
ПМС-200А прохо раств. в масле, выпад. при хранении.
19. Металлсодержащие присадки для металлоплакирующих CМ
Применение металлоплакирующих СМ, напр. пластичных смазок, позволяет значительно ↑ долговечность узлов трения, ↓потери E на трение и, =>, увеличить кпд машин и механизмов, ↓ расход СМ , ↑ период между смазочными работами.
При образовании сервовитной пленки трущиеся пов-сти взаимод. через мягкий и тонкий слой металла , благодаря этому площадь фактич. контакта пов-стей возрастает по сравнению с др. СМ в 10-100 раз, и материалы сопряженных деталей испытывают только упругие деформации, что приводит к резкому уменьшению износа рабочих пов-стей
Основные соединения - порошки
Образование пленок на поверхностях контакта при действии обычной (а) и металлоплакирующей (б) смазок
1-сталь; 2-бронза; 3, 4-соответствующие оксидные и сервовитные пленки (от лат. servo - охранять, спасать и vita –жизнь).
20. Деактиваторы металлов, регуляторы набухания резин и другие
Как известно на поверхности металлов имеются активные центры которые катализируют процессы окисления масел, чтобы препятствовать этому нежелательному явлению необходимо применение дезактиваторов и пассиваторов металлов.Механизм действия которых заключается в образовании хемосорбированной плёнки на пов-ти металла(пассиваторы).
В качестве таких добавок применяют диамины (напр., N,N'-дисалицилиден-1,2-пропилендиамин) и иные соед., содержащие N (напр., бензотриазол), Р (триаллилфосфит) и др. Концентрация присадок, как правило, не превышает 0,001%, но иногда ее повышают на порядок.
Регуляторы набухания резин препятствуют утечке масла или смазки через герметизирующие устройства и снижают трение в местах уплотнения движущихся деталей. Для этих целей предназначены дигексилфталат, его смесь с тридециловым спиртом, триарилфосфат и т. д. Концентрация присадок не более 2%.
Антибактерицидные - исп. для уничтожения микроорганизмов. Их применяют в условиях, благоприятных для размножения плесени, продукты жизнедеятельности ↓ св-ва, ↓колл. структуру, резко ↓ коррозию Ме
наибольшее распростр – соед. меди
Противоскачковые – применяются только для индустр . масел направляющих скольжения. масла для смазывания горизонт. и вертик. направляющих скольжения и качения ме-режущих станков. применяются где требуется равномерность скольжения, необходимо ↓ коэф-т трения. это полярные присадки.
Приработочные присадки (обкаточные) осн. соед ПАВ, сод.Cl, P, S и жирн. к-ты. они способствуют интенсивному снижению шероховатости => ↓ твёрдости в деформируемой зоне.
Значительно реже, чем рассмотренные, используются адгезионные, антирадиационные, красящие и иные присадки.
21. Многофункциональные присадки
Для одновременного улучшения нескольких эксплуатационных свойств применяют орг соединения с несколькими функциональными группами. При этом рабочая концентрация у такого соединения меньше, чем у присадки состоящей из разных компонентов. Но в процессе все её компоненты выходят из строя, в отличие от смесей присадок.
22. Основные принципы составления пакетов присадок
Состав пакетов зависит от: кач-ва базового масла и доступности присадок .
Основные принципы:
1) Каскадные пакеты присадок должны обеспечивать возможность производства наиболее массовых и вместе с тем представительных сортов масла.
2)Кол-во компонентов базового пакета от 0 до 2х.
3)Кол-во усиливающих добавок(бустеров не больше 2х).
4)Возможность изготовления пакета присадок для масел более высокого уровня на базе пакетов для масел более низкого уровня.
Выбирается базовая основа(смесь дистил ост масел).Подбир компоненты для оптимизации тех или иных свойств. Определяется совместимость различных компонентов.
23. Технология применения присадок
Срабатываемость присадок характеризует интенсивность убывания их функционального действия при данной жесткости условий работы масла в двигателе.
Причины срабатывания: 1)Расходование на нейтрализацию кислот (имеющихся или образующихся; 2)Адсорбция на нерастворенных частицах мех примесей; 3)Участие в процессах разложения или перевод в стабильное состояние первичных продуктов окисления БМ.
Интенсивность срабатывания зависит от: 1)качества применяемого топлива; 2)от темпер условий работы масла; 3)состава присадок; 4)термостойкости присадок.
PAGE \* MERGEFORMAT 4