Файл: Башаев В.Е. Потери присадок в автомобильных фильтрах тонкой очистки масла.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.08.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
Santolub-493
ПМС-200А
Концентрация 100% присадки,
г Santolub-493
С.,---------------------
кг масла
Концентрация 100% присадки,
ммоль
Сзкг масла
Концентрация товарной присадки, %
КонцентрацияЧ00% присадки,
г ПМС-200А
Со--------------
" кг масла
Концентрация 100% присадки,
ммоль
С3------------
кг масла
О к о и ч а и не т а б л . Н
5 10 15 20 30 40
6,5 |
13 |
19,5 |
26 |
39 |
52 |
0,002 |
0,004 |
0,006 |
0,008 |
0,010 |
0,012 |
0,02 |
0,04 |
0,06 |
0,08 |
0,10 |
0,12 |
0,0049 |
0,0097 |
0,0146 |
0,0194 |
0,0243 |
0.0292 |
Таблица 15
Присадки |
|
СБ-З |
БФК |
ИНХП-21 ДФ-11 |
Santolub |
п м с - |
|||
|
|
-493 |
200А |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рекомендованная |
то |
10 |
8 |
1,2 |
2 |
|
0,7 |
0,005 |
|
концентрация |
|
||||||||
варной присадки, % |
|
|
|
|
|
|
|
||
Содержание |
100% |
|
|
Я |
|
|
9,1 |
|
|
присадки в |
кг мас |
18,2 |
47,10 |
15,16 |
|
0,0123 |
|||
ла, ммолей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. |
29 |
и 30 изображены |
результаты |
проведенных |
опытов. Причем, на оси абсцисс отложены концентрации товар ных присадок.
Из кривых видно: 1) все присадки снижают величину
Рис. 30
поверхностного натяжения масла АС-6 (НКЗ), т. е. они яв ляются по отношению к нему поверхностно-активными ве ществами;
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 16 |
||
Присадки |
СБ-З |
БФК |
ИНХП-21 |
ДФ-11 |
Santolub |
ПМС- |
|
-493 |
200А |
||||||
|
|
|
|
|
|||
Максимальное сни |
10,8 |
8,2 |
10,0 |
9,1 |
10,4 |
6,7 |
|
жение величины |
сдин/см
2)величина максимального уменьшения поверхностного натяжения у разных присадок выражается цифрами, кото
рые приводятся в табл. 16.
62
3) уменьшение величины а на границе масло-дистиилли--
рованная вода при |
t = 20°С |
прекращается при определенной |
||||||
для каждой присадки |
критической концентрации (Скр). |
Зна- |
||||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
17 |
||
Присадки |
СБ-З |
БФК |
ИНХП-21 |
ДФ-11 |
Santolub |
ПМС- |
||
-493 |
200А . |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
Критическая концен |
|
|
|
|
|
|
|
|
трация Скр., % (то |
8 |
14 |
3 |
1,5 |
1,0 |
|
0,01 |
|
варная) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Критическая концен |
|
|
|
|
|
|
|
|
трация |
14,56 |
82,30 |
6,25 |
11,4 |
13,0 |
|
0,029 |
|
ммоль |
|
|||||||
Скр кг масла |
|
|
|
|
|
|
|
|
чение критических |
концентраций шести присадок приведены |
втабл. 17.
§3. Определение поверхностной активности и растворимости присадок
Кривые о = /(с)] позволяют определить величину по
верхностной активности присадок: |
---- Эта |
величина вхо- |
||||||||
дит в известное |
уравнение |
Гиббса: |
дс |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
С |
до |
|
|
|
|
(3), |
|
|
|
|
RT |
дС ’ |
|
|
|
||
где: Г —избыток |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ПАВ |
в адсорбционном слое |
на |
границе |
|||||||
раздела фаз, |
|
|
|
растворенного вещества, |
||||||
С—равновесная концентрация |
||||||||||
R —универсальная |
газовая постоянная, |
|
|
|
|
|||||
Г —абсолютная температура. |
|
|
разбавленных |
|||||||
Приведенное уравнение справедливо для |
||||||||||
растворов (кстати, |
масла |
с оптимальными |
концентрациями |
|||||||
рассматриваемых |
|
присадок можно |
отнести |
именно |
к кате |
|||||
гории разбавленных растворов). |
Величина------- является |
|||||||||
мерой способности |
расстЕоренного |
вещества |
дС |
|
из |
|||||
переходить |
||||||||||
объема в поверхностный слой, |
т. |
е. адсорбироваться. |
По |
|||||||
верхностную активность можно |
определять |
графически |
при |
|||||||
помощи касательной, проведенной к кривой с = /( С ) |
в дан |
|||||||||
ной точке, либо расчетным |
путем по двум ближайшим точ- |
|||||||||
До |
|
|
|
|
|
|
|
меж- |
||
кам в ви д е:--------. Обычно принято ПАВ сравнивать |
63.
ду собой по начальной поверхностной активности, т. е.
по величине— |
да |
|
|
для |
начала кривой а — |
|||
---- , определенной |
||||||||
|
|
дС |
|
|
|
|
|
|
— f(c ) . |
В табл. |
18 приведены значения |
начальной--------для |
|||||
указанных присадок. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 18 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
Присадки |
СБ-3 |
БФК |
ИНХП-21 |
ДФ-11 |
iSanlolub |
п м с - |
||
|
|
|
|
|
|
|
-493 |
200А |
Начальная |
поверх |
|
|
|
|
|
|
|
ностная активность, |
|
|
|
|
|
|
||
За |
дн/см |
1 |
0,4 |
2,1 |
1,9 |
1,1 |
276 |
Зс ммоль/кг
Из табл. 18 следует, что начальная поверхностная ак тивность (следовательно и адсорбционная способность) у молекул присадки СБ-3 в 2,5 раза выше, чем у присадки БФК. Кроме того видно, что поверхностная активность антиокислителей ИНХП-21 и ДФ-11 значительно выше, чем у СБ-3 и БФК. Это обстоятельство подтверждает высказан ную [22] точку зрения о том, что для эффективного ис пользования антиокислительной присадки она должна обла дать большей поверхностной активностью, чем моющий компонент, входящий в состав рекомендованных компози ций присадок. Таким образом, вновь подтверждается сде ланный ранее вывод о высоких адсорбционнных свойствах присадок ИХП, входящих в состав рекомендованных ком позиций.
В одной из своих работ [34] П. А. Ребиндер указывает, что хорошая растворимость поверхностно-активного веще ства является обязательным условием, определяющим его практическую применимость, ибо только в этом случае мож но достичь необходимого низкого поверхностного натяже ния. На этом основании, по-видимому, можно сделать вывод, что величина максимального снижения поверхност ного ьатяжения является показателем растворимости ПАВ, это объясняется молекулярным' балансом олеофильных и олеофобных свойств молекул ПАВ и безусловно молекуляр ным сродством неполярной части молекул присадки к угле водородам моторного масла, в которых они растворены. Если придерживаться данной концепции, то на основании данных табл. 14 можно указать, что наилучшей растворимостью в АС-6 обладает присадка СБ-3, худшей— ПМС-200А. Между ними в порядке убывания растворимости присадки располага ются следующим образом: Santolub-493, ИНХП-21, ДФ-11,БФК.
64
§ 4. Определение площади, занимаемой одной молекулой присадок
Определение указанной площади производилось следую щим образом [26]. Вначале определялась зависимость вели чины удельной адсорбции Г присадки в поверхностном слое от ее концентрации в масле. Для этого воспользуемся урав нением Гиббса в конечных разностях:
|
|
|
С |
Да |
|
(4), |
|
|
RT |
ДС |
|
||
|
|
|
|
|||
где Да = а2 — Oj—разность поверхностных натяжений |
масла |
|||||
|
с присадкой измеренных при двух различ |
|||||
|
ных концентрациях последних С2 и (Д; |
|||||
|
|
ДС = С2 —С,; |
|
|
||
С—средняя концентрация присадки в масле в интервале кон |
||||||
центраций |
С1~ С 2. |
|
|
были опреде |
||
Все величины, |
входящие в уравнение (4) |
|||||
лены из экспериментальных |
изотерм поверхностного |
натя |
||||
жения испытуемых |
присадок. |
|
вещества в |
|||
Учитывая, |
что |
избыток |
адсорбированного |
|||
поверхностном слое Г, входящий в уравнение |
Гиббса для |
разбавленных растворов практически не отличается от пол
ного содержания |
его в |
указанном слое, было определено |
|||
предельное |
количество |
присадки, адсорбированное |
на 1 |
||
см2 |
поверхности |
раздела |
фаз, т. е. величина Дм, при помо |
||
щи |
уравнения Лэнгмюира для мономолекулярного |
адсор |
|||
бционного |
слоя: |
|
|
|
|
|
|
|
г= г“і^ Г с |
<5)’ |
где в нашем случае: Г —количество присадки, адсорбиро ванное на 1 см2 поверхностного слоя;
К—константа; С—концентрация присадки в растворе.
Для этого представим последнее уравнение в форме:
С |
1 |
|
+ ~ *Д |
(6), |
Г |
г^-к |
га |
|
|
отвечающей уравнению прямой в координатах |
С • |
|||
Как видно, котангенс |
угла |
наклона данной кривой |
позво- |
|
ляет определить величину Дм (рис. 31). |
|
|||
Г со |
|
|
Ctg а . |
(7) |
2 4 3 -с |
65 |
|
ммоль |
дин |
ммоль |
дин |
Чі |
|
|
a ммоль :гмасла |
|||||
|
|
с |
|
|
|
-S |
С, |
|
°20°С |
АС |
Да |
О |
|
|
|
|||||
% |
кг |
масла |
СМ |
кг масла |
см |
|
|
< |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
СБ-3 |
|
0 |
|
0 |
38,2 |
1,82 |
—1,8 |
—0,99 |
1 |
|
1,82 |
36.4 |
|||
|
1,82 |
— 1,9 |
— 1,043 |
|||
о |
|
3,64 |
34.5 |
|||
3 |
|
1,82 |
— 1,9 |
— 1,043 |
||
|
5,46 |
32.6 |
||||
|
1,82 |
— 1.6 |
—0,88 |
|||
д |
|
7,28 |
31.0 |
|||
с. |
|
1,82 |
— 1,05 |
—0,57 |
||
|
9,10 |
29,95 |
||||
6 |
|
1,82 |
—0,95 |
—0,522 |
||
|
10,92 |
29.0 |
||||
|
1,82 |
— 1,00 |
—0,55 |
|||
7 |
|
12,74 |
28.0 |
|||
8 |
|
1,82 |
—0,4 |
—0,22 |
||
|
14,56 |
27.6 |
||||
|
1,82 |
|
|
|||
9 |
|
16,38 |
27.6 |
|
|
|
|
1,82 |
|
|
|||
10 |
|
18,20 |
27.6 |
|
|
|
|
|
|
|
БФК
Т а б л и ц а 19
Л
Сер |
§ * |
Сер |
|
^ V* |
Г |
||
ммоль |
О |
||
кг масла |
О |
• 1 0 - |
|
С |
|||
|
9 |
||
7 |
8 |
0,91 |
0,369 |
2,465 |
2,73 |
1,167 |
2,34 |
4,55 |
1,943 |
2,34 |
6,37 |
2,3 |
2,77 |
8,19 |
1,91 |
4,29 |
10,01 |
2,16 |
3,84 |
11,83 |
2,66 |
4,45. |
13,65 |
1,23 |
11,10 |
0 |
О |
38.2 |
5,88 |
—2,3 |
—0,391 |
2,94 |
0,472 |
6,23' |
|
1 |
5,88 |
35.9 |
|||||||
2 |
11,75 |
34.2 |
5,88 |
—1,7 |
—,289 |
8,82 |
1,045 |
8,45 |
|
5,88 |
— 1,0 |
—0,170 |
14,69 |
1,023 |
14,36 |
||||
3 |
17,64 |
33.2 |
|||||||
4 |
23,50 |
32.5 |
5,88 |
—0,7 |
—0,119 |
20,58 |
1,004 |
20,5 |
|
5,88 |
—0,6 |
—0,102 |
26,44 |
1,106 |
23,95 |
||||
5 |
29,40 |
31.9 |
|||||||
5,88 |
—0,4 |
—0,068 |
32,34 |
0,90Г |
35,9 |
||||
6 |
35,25 |
31.5 |
|||||||
5,88 |
—0,4 |
—0,068 |
38,19 |
1,064 |
35,9 |
||||
7 |
41,20 |
31.1 |
|||||||
5,88 |
—0,3 |
—0,051 |
44,14 |
0,92 |
48.1 |
||||
8 |
47,10 |
30,8 |
|||||||
5,88 |
—0,2 |
—0,034 |
50,04 |
0,697 |
71,8 |
||||
9 |
52,90 |
30.6 |
|||||||
5,88 |
—0,2 |
—0,034 |
55,84 |
0,778 |
71,8 |
||||
10 |
58,80 |
30.4 |
|||||||
14 |
82,30 |
30.1 |
23,2 |
—0,3 |
—0,013 |
70,56 |
0,376 |
187 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
ИНХП-21 |
|
|
|
|
|
О |
0 |
38,2 |
2,08 |
—4,4 |
—2,11 |
1,04 |
2,2 |
0,474 |
|
0,5 |
2,08 |
33,8 |
|||||||
2,08 |
— 1,4 |
—0,674 |
3,12 |
2,1 |
1,485 |
||||
1,0 |
4,16 |
32,4 |
|||||||
2,08 |
— 1,4 |
—0,674 |
5,20 |
3,5 |
1,485 |
||||
1,5 |
6,24 |
31,0 |
|||||||
2,08 |
— 1,2 |
—0,577 |
7,28 |
4,2 |
1,735 |
||||
2,0 |
8,34 |
29,8 |
4.16 |
— 1,6 |
—0,385 |
10,42 |
4,01 |
2,600. |
|
3.0 |
12,5 |
28,2 |
|||||||
4.16 |
0 |
0 |
|
|
|
||||
4.0 |
16,7 |
28,2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
66