Файл: Гальперин А.Е. Производство присадок к моторным и трансмиссионным маслам.pdf

Первые промежуточные продукты реакций окисления масла — перекиси — вступают в реакцию с металлом; в результате образуется окись металла. Далее образу­ ются органические кислоты, которые, реагируя с окисью металла, дают соли этих кислот.

Выше уже отмечалось влияние металла, его окислов и солей на скорость окисления масла. В результате ка­ талитического действия металлических поверхностей тру­ щихся пар содержание перекисей в масле растет, увели­ чивая скорость коррозии частей двигателя, контактирую­ щих с маслом. При наличии в масле перекисей или других нестойких кислородсодержащих соединений, спо­ собных отдавать свой кислород, коррозия металла мо­ жет происходить и без доступа кислорода воздуха. При­ сутствие органических кислот в масле существенно влия­ ет на коррозию металлических частей двигателя. Чем ниже молекулярный вес органических кислот, тем они агрессивнее к металлу. Особенно подвержены коррозии свинец и его сплавы, применяемые для заливки вклады­ шей подшипников скольжения.

Сернистые топлива, применяемые в двигателе, увели­ чивают его коррозию и износ. При сгорании сернистого топлива образуются сернистый и серный ангидриды (S02 и S03), которые, взаимодействуя с парами воды, конденсирующимися на охлаждаемых поверхностях дви­ гателя, дают слабые сернистую и серную кислоты, весь­ ма агрессивные к металлам. В картере двигателя при этом может увеличиться содержание водорастворимых кис ют.

Антиокислительные присадки, увеличивая термоокислительную стабильность масла и замедляя процессы об­ разования перекисей и кислот, в известной мере задер­ живают коррозию металла. Однако они не в состоянии предотвратить образование и накопление в масле про­ дуктов его окисления, обладающих коррозионно-агрес­ сивными свойствами. Возникает поэтому задача защиты металлических деталей двигателя от контакта с накоп­ ленными в масле коррозионноактивными веществами. За­ дача эта решается применением противокоррозионных присадок — пассиваторов.

Действие противокоррозионных присадок заключает­ ся в образовании на поверхности металла стойкой за­ щитной пленки, предохраняющей эту поверхность от не­

18

МОЮЩИЕ ПРИСАДКИ

Назначение моющих присадок — обеспечивать чисто­ ту деталей двигателя, т. е. препятствовать образованию на соприкасающихся с маслом поверхностях цилиндров и поршней двигателя прочных углеродистых отложений (лаков и осадков). Моющие присадки называют также детергентами.

Причиной нагарообразования в камере сгорания двигателя является нестабильность углеводородов топ­ лива и масла в зонах высоких температур к окислитель­ ному действию кислорода воздуха. По данным К. К. Па­ пок, нагар на днище поршня, клапанах и выхлопных коммуникациях образуется в основном вследствие не­ полного сгорания топлива, а нагар и лак на юбке порш­ ня и в зоне кольцевых канавок — вследствие окисления

итермического разложения смазочных масел. Асфальтены и оксикислоты, не растворяясь в масле,

прочно прилипают к металлу, образуя стойкие лаки, на­ гар и осадок, забивающие канавки поршневых колец. Наіар на головке поршня нарушает степень сжатия и ме­ шает нормальному охлаждению поршня. Отложения в зоне кольцевых канавок могут привести к полному пригоранию поршневых колец или к потере подвижности поршня, что вызовет потерю компрессии, обрыв криво­ шипно-шатунного механизма, задир зеркала цилиндров. Отложения на головке поршня ухудшают ее теплопро­ водность — рост температуры головки может вызвать прогар поршня. Образование нагаров и лаков в камере сгорания двигателя увеличивает его износ. Возникает необходимость в частой замене масла вследствие загряз­ нения осадками, что увеличивает его расход.

Сернистые топлива дают увеличенное количество на­ гара, который сравнительно более плотен и, следова­ тельно, более опасен. В табл. 1 показано изменение ко­ личества и плотности нагара в зависимости от содержа­ ния серы в топливе.

Действие моющих присадок основано на их способ­ ности:

сохранять в тонкодисперсном состоянии частицы са­ жистого нагара, образовавшегося от неполного сгорания топлива (и попадающего в масло извне), и частицы ла­ ков и нагара, образующихся в масле в результате тер-

20

моокислительных процессов; препятствовать укрупнению этих частиц и выпаданию их в осадок на деталях дви­ гателя, постоянно поддерживая дисперсную фазу во взвешенном состоянии;

диспергировать уже образовавшиеся крупные части­ цы в тонкодисперсное состояние — солюбилизировать (переводить в коллоидный раствор под действием ми­ целл присадок, находящихся в масле) и пептизировать (расщеплять на первичные частицы агрегаты, возникшие в результате коагуляции — укрупнения коллоидных ча­ стиц) нерастворимые твердые и жидкие продукты окис­ ления масла как в момент их образования, так и в даль­ нейших стадиях процесса окислительной полимериза­ ции;

нейтрализовать агрессивные продукты окисления ма­ сел и продукты сгорания сернистых топлив (свободные сернистую и серную кислоты), задерживать накопление в масле нерастворимых мыл.

Нейтрализуя продукты окисления масел и продукты сгорания сернистых топлив, моющие присадки препят­ ствуют также коррозии частей двигателя. Большинство моющих присадок оказывает не только диспергирующее действие, но и улучшают эксплуатационные свойства ма­ сел (противоизносные, антиокислительные, противокор­ розионные). В этом случае они являются многофункцио­ нальными.

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРИСАДКИ

Назначение многофункциональных присадок состоит в одновременном улучшении нескольких экеплуатацион-

21

ных свойств масла. Обычно многофункциональность при­ садок достигается введением в одно химическое соедине­ ние различных функциональных групп, которые и обу­ словливают универсальность присадки. В практике под многофункциональными присадками понимают также смеси двух и более присадок различных видов, дополня­ ющих друг друга по своему функциональному воздейст­ вию. Такие присадки называют комплексными.

По строению основного химического компонента многофункциональные присадки делятся на следующие основные типы.

Алкилфенольные присадки — одни из самых распро­ страненных в настоящее время. К ним относятся осерненные алкилфеноляты бария, АзНИИ-ЦИАТИМ-1 — мою­ щая, противокоррозионная с депрессорными свойствами присадка; ЦИАТИМ-339 — моющая и противокоррози­ онная присадка.

Другим типом алкилфенольных присадок являются присадки БФК и ВНИИ НП-370, представляющие собой соответственно бариевые и кальциевые соли продуктов

присадки АСК и MACK — кальциевые соли алкилсалициловых кислот, получаемые на основе алкилфенолов и обладающие высокими моющими п антнокнслительными свойствами.

Фосфорсодержащие присадки — бариевые, кальцие­ вые и цинковые соли эфиров дитиофосфорной кислоты. К их числу относятся: МНИ ИП-22 — кальциевая и ба­ риевая, обладающая хорошими моющими, противоиз­ носными и противокоррозионными свойствами; ДФ-11 — эффективная антиокислительная, противокоррозионная, противоизносная и в меньшей мере моющая присадка; ЭФО (обладает хорошими противоизносными, противо­ задирными и антиокислительными свойствами, добавля­ ется к трансмиссионным маслам) и др.

Сульфонатные присадки — бариевые п кальциевые маслорастворимые соли сульфокислот, полученных суль­ фированием нефтяных фракций, предварительно очищен­ ных селективными растворителями. К ним относятся присадки: СБ-3 (бариевая) и СК-3 (кальциевая) с хо­ рошими моющими и противоизносными свойствами;

22

Г Л А В А 2

СИНТЕЗ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ И СВОЙСТВА ПРИСАДОК

Синтез присадок (депрессора АзНИП, АзНИИ-ЦИАТИМ-1, ЦИ АТ ИМ-339, БФК, ВНИИ НП-370, АС К u MACK, МНИ ИЛ-22, ВНИИ НП-360, ЭФО, ДФ-11, СВ-3, ПМС). Эффектив­ ность и свойства присадок: вязкость при 100 °С, зольность, щелочность, содержание фосфора, серы и хлора, коррозионная агрессивность (по Пинкевичу), термоокислительная стабильность (по ме­ тоду Папок), содержание механических примесей и воды, растворимость в масле.

Производство функциональных и особенно много­ функциональных присадок осуществляется путем много­ стадийного органического синтеза. Сырьем для произ­ водства присадок служат продукты переработки нефти и нефтехимического синтеза (олефиновые и парафиновые углеводороды, сульфокислоты, алкилфенолы, спирты) и различные неорганические реагенты. В настоящей гла­ ве рассмотрены основы синтеза и дана характеристика только тех присадок, которые наиболее широко приме­ няются в промышленности.

СИНТЕЗ ПРИСАДОК

Существуют два направления синтеза многофункцио­ нальных присадок: получение одного химического соеди­ нения, обладающего всеми требуемыми функциональ­ ными признаками (присадка МНИ ИП-22); синтезиро­ вание присадок с одним (максимум двумя) функцио­ нальным признаком и смешение этих присадок с целью получения желаемого комплекса функций, улуч-

24