Присадки к смазочным материалам

Присадкой называют вещество, добавляемое к смазочному материалу для придания ему новых свойств или изменения существующих. Смазочные материалы содержат, как правило, от 2 до 8 различных присадок. Эффективность действия присадок обусловливается их химическими свойствами и концентрацией в смазочных материалах, а также приемистостью последних к добавкам.

Присадки должны хорошо растворяться в смазочных материалах, обладать малой летучестью и не испаряться из них при хранении и эксплуатации в широком диапазоне температур; не вымываться водой и не подвергаться гидролизу; не задерживаться на фильтрах смазочной системы и не оседать на поверхностях; не взаимодействовать с конструкционными материалами, контактирующими со смазочными материалами (за исключением случаев, когда такие реакции лежат в основе механизма действия самих добавок); сохранять свои функции в присутствии иных добавок и не оказывать на них депрессивного действия.

По главному назначению (определяющему свойству) присадки условно объединяют в несколько групп, основные из которых рассмотрены ниже.

Присадки, улучшающие смазочные свойства. Их действие обусловлено образованием на трущихся металлических поверхностях различных по химическому составу защитных пленок. К этой группе можно отнести следующие присадки: противоизносные, противозадирные антифрикционные, фрикционные.

Противоизносные присадки уменьшают износ поверхностей трения при относительно умеренных нагрузках и температурах. К этим добавкам относятся масла и жиры растительного и животного происхождения; высшие жирные кислоты (напр., олеиновая) и эфиры и др. Концентрация присадок в смазочных материалах 0,1…3,0%.

Противозадирные присадки обеспечивают нормальную работу при высоких нагрузках трущихся поверхностей без задира и заедания. В случае задирания поверхностей позволяют его «смягчить». К таким присадкам относятся соединения, содержащие серу (S), хлор (С1) и др. Концентрация присадок не превышает 3…5%.

Антифрикционные присадки предназначены для снижения (модификации) трения сопряженных поверхностей. К таким модификаторам относятся высшие жирные кислоты (например, стеариновая), мыла этих и нафтеновых кислот, эфиры глицерина и жирные амины, коллоидные дисперсии дисульфида молибдена, графита и иных соединений, нерастворимых в смазочных материалах. Концентрация присадок, как правило, 0,1…0,5%.

Фрикционные присадки способствуют увеличению коэффициента трения и предотвращению проскальзывания трущихся поверхностей. В качестве таких добавок применяют органические кислоты и их производные - лауриновую кислоту и ее смесь с моноолеинфосфатом, стеараты магния (Mg), кальция (Са) и цинка (Zn), сульфонат бария (Ва) и т.д. Концентрация присадок от 0,1 до 2 %.

Антиокислительные присадки повышают стойкость смазочных материалов к окислению при высоких температурах. Ингибиторами окисления служат фенолы, соли сложных эфиров дитиофосфорных кислот и др. Антиокислительные добавки часто обладают хорошими противоизносными, а также антикоррозионными и моющими свойствами. Концентрация присадок от 0,01 до 3%.

Антикоррозионные присадки предохраняют от коррозии узлы и детали машин и механизмов, особенно при повышенных температурах. Ингибиторы коррозии представляют собой в основном полярные ПАВ. Механизм их действия заключается в образовании на различных поверхностях защитных комплексов с каталитически активными соединениями металлов, накапливающихся в смазочном материале в результате химического растворения. В качестве ингибиторов кислотной коррозии используют бензотриазол, осерненные минеральные масла, сульфиды алкилфенолов и т.д. Концентрация присадок составляет от 1 до 3 %.

Особую группу ингибиторов составляют защитные, или антиржавейные, присадки, препятствующие атмосферной коррозии черных металлов. К ним относятся, например, синтетические жирные кислоты и их эфиры, нефтяные и синтетические сульфонаты и др. Концентрация присадок находится в пределах от 0,01 до 20 %.

Вязкостные, или загущающие, присадки повышают вязкость и улучшают вязкостно-температурные свойства смазочных материалов. В качестве таких добавок применяют обладающие большой вязкостью различные полимеры (полиизобутилен, полиметакрилаты, поливинилбутиловый эфир и т.д.). Концентрация присадок находится в диапазоне 1…20 %.

Моюще-диспергиругощие присадки предупреждают или уменьшают образование на нагретых металлических поверхностях углеродистых отложений (осадков, нагаров, лаковых пленок) в результате окисления и термического разложения смазочных материалов. Моющие, или детергентные, присадки, адсорбируясь на указанных поверхностях, формируют на них слой, препятствующий накапливанию отложений. Наиболее распространены присадки сульфонатные, алкилфенольные, алкилсалицилатные.

Особенность диспергирующих присадок - способность тонко измельчать и поддерживать во взвешенном состоянии большое количество твердых частиц, что стабилизирует их в объеме смазочного материала и предотвращает коагуляцию, и осаждение на границе раздела фаз. Эти присадки представлены беззольными соединениями. Концентрация этих и детергентных присадок обычно не превышает 3…5%. В моторных маслах при работе двигателей на высокосернистом топливе ее увеличивают до 10…15 %.

Депрессорные присадки понижают температуру застывания смазочных материалов (на 20…30°С) и улучшают их вязкостно-температурные, а иногда моющие и антикоррозионные свойства. Депрессаторы – алкилнафталины и алкилфенолы и др. Концентрация присадок составляет от 0,05 до 1 %.

Деэмульгируюшие присадки устраняют возможность образования стойких эмульсий, особенно при увлажнении смазочных материалов. В качестве деэмульгаторов используют соли сульфокислот, производные аминов и т.д. Концентрация присадок не превышает 0,05 %.

Антипенные присадки предотвращают вспенивание смазочных материалов благодаря снижению прочности их поверхностных пленок вследствие адсорбции на них частиц добавок. К таким присадкам относятся - полисилоксаны и др. Концентрация присадок находится в пределах 0,001…0,005 %.

Антипиттинговые присадки предотвращают или ослабляют усталостные повреждения трущихся поверхностей. Добавками служат соединения содержащие серу (S), полимеры и т.д. Концентрация присадок составляет 0,5…3 %.

Металлоплакирующие присадки снижают износ тяжелонагруженных узлов трения за счет образования на сопряженных поверхностях тонкой металлической пленки (сервовитной пленки).

Деактиваторы металлов уменьшают их каталитическую активность, предохраняя смазочные материалы от окисления. В качестве таких добавок применяют диамины, соединения содержащие азот (N), фосфор (Р). 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. Концентрация присадок не более 2 %.

Многофункциональные присадки обладают способностью одновременно улучшать несколько свойств смазочных материалов, заменяя целые композиции вводимых в них добавок, применение которых дорого и неудобно, а эффективность действия снижается вследствие взаимного, часто противоположного влияния компонентов. Концентрация присадок 0,5…5 %.

Значительно реже используются адгезионные, антирадиационные, бактерицидные, красящие и иные присадки.

При разработке ряда современных масел (особенно моторных) испытания показывают, что отдельные виды присадок не в состоянии обеспечить совокупность необходимых эксплуатационных свойств смазочного материала. Поэтому с учетом функционального действия различных присадок производятся "пакеты присадок", включающие две и более присадки.

Дата добавления: 2014-12-26