Присадки к маслам

1.

1
Деасфальтизация: Очистка от асфальтенов (поликонденсированных гетеро- и алициклических
и ароматических углеводородов). Снижается вязкость масла и содержание в
нем некоторых металлов (Ni, V и др.).
Депарафинизация: Снижение содержания высокоплавких парафинов. Депарафинизацией
улучшают вязкостно-температурные свойства масел.
Компаундирование: Смешение базовых масел и введения присадок.
Присадки к маслам
1. Присадки улучшающие свойства базовых масел:
- Вязкостные присадки
- Депрессорные присадки
2. Присадки, придающие маслам новые свойства:
- Антиокислительные присадки
- Моющие и диспергирующие присадки
- Противозадирные присадки
- Модификаторы трения
- Противошумные присадки
- Антипенные присадки

2.

2
Антиокислительные присадки к маслам
1. Минеральные масла содержат природные антиоксиданты в виде сернистых и азотных
соединений. Однако их не достаточно для предотвращения термоокислительной
деструкции масла в условиях высоких температур и механических нагрузок.
В качестве антиокислительных присадок к маслам используют фенольные, аминные,
серу- и фосфорсодержащие стабилизаторы, действующие по механизмам ловушек
пероксидных радикалов, безрадикальных разрушителей гидропероксидов, дезактиваторов металлов переменной валентности:
t-Bu
OH
2.
t-Bu
t-Bu
HO
t-Bu
CH=NEt
OH
Sx
OH
CH2
t-Bu
t-Bu
CH3
OH
R
RO
RO
P
S
S
CH3
S
Me
S
P
OH
R
CH3
OR
OR
В неочищенных маслах примеси асфальтенов и др. препятствуют действию антиокси3. дантов. Для их эффективного применения нужны все стадии очистки масла.

3.

3
Антиокислительные присадки выполняют одновременно и функцию ингибиторов
4. коррозии. Кроме того, для предотвращения коррозии в масла добавляют вещества,
образующие антикоррозионные пленки на поверхности металла.
Диалкилдитиофосфаты
S
(RO)2P
Ba
S
- ДФ-1
S
(RO)2P
2
Zn
S
- ДФ-11
2
Назначение: полифункциональные присадки, обладающие антиокислительным,
противокоррозионным и противозадирным действием.
В маслах широко применяют многофункциональные присадки, позволяющие
заменить ряд присадок, каждая из которых выполняет лишь одну функцию.
Схема синтеза:
4 ROH + P2S5
R – C4, C5
H2S + 2 (RO)2P
S
SH
M(OH)2
S
(RO)2P
S
M
2

4.

4
Технологическая схема производства
присадки ДФ-11
ZnO
P2S5
масло
бензин
ROH
H2S
H2S
2
4
3
1
P2S5
6
8
9
7
10
бензин
5
ZnO
ДФ-11
1,2,4 – реакторы; 3 – сепаратор; 5 – отстойник; 6 – центрифуга; 7 – дистилляционная
колонна; 8,10 – теплообменники; 9 - емкость

5.

5
Моющие и диспергирующие присадки к маслам
Назначение: предотвращают отложение продуктов окисления, нагаров и других осадков
на поверхностях деталей механизмов. На их долю приходится 50% от
общего потребления присадок.
Химическая структура: моющие и диспергирующие присадки являются поверхностноактивными веществами и в большинстве случаев содержат в
своем составе следующие структурные фрагменты:
1. Полярные группы:
_
_ _ _
_
_
SO2O ; O ; S ; _ COO и др.
_
2. Ионы металлов: натрия, кальция, бария, магния, олова, цинка, никеля,
алюминия, хрома или ионы аммония
3. Алифатические, циклоалифатические, алкилароматические углеводородные радикалы.

6.

6
Функции моющих и диспергирующих присадок:
1. Моющая функция: За счет ориентированной адсорбции на металлической поверхности они осуществляют моющее действие, т.е. удаляют с
этой поверхности лакообразные и смолистые отложения.
2. Диспергирующая функция: За счет мицеллообразования диспергируют, удерживают во взвешенном состоянии нерастворимые в масле
продукты сгорания, предотвращая их агломерацию и
коагуляцию.
3. Нейтрализующая функция: Осуществляют нейтрализацию кислых продуктов
сгорания топлива и окисления масла (кислот, окислов азота и оксидов серы).
2 RCOONa + SO3 + H2O
2 RCOOH + Na2SO4

7.

Для усиления нейтрализующей функции получают присадки, которые кроме основного
компонента содержат значительное количество оксидов, гидроксидов или карбонатов
металлов в коллоидно-дисперсионной форме. Такие присадки называют высоко-,
супер- или гиперщелочными.
2RCOOH + CaO
Сульфонаты:
R
C12H24 + PhH
(RCOO)2Ca + H2O
SO3Na
C12H25
+
C12H25
C12H25
На производство додецилсульфоната
C12H25
C12H25
H2SO4
_
H2O
SO3H
C12H25
C12H25
SO3M
M2O
_
H2O
C12H25
C12H25
7

8.

8
Феноляты и сульфидированные феноляты:
(C2H5O)2Mg
Mg O
+ 2 C2H5OH
R
2
HO
R
CaO
Ca O
R
+ H2O
2
Синтез многофункциональной присадки АзНИИ – ЦИАТИМ-1
OH
2 HO
OH
R
R
S S
+ S2Cl2
_
2 HCl
R
OH
O
Ba(OH)2
R
OH
S S
R
R
Ba
S S
O
+ 2 H2O
R
АзНИИ - ЦИАТИМ-1

9.

9
Алкилсалицилаты:
Назначение: полифункциональные моющие и диспергирующие присадки, обладающие
антиокислительным и противокоррозионным действиям.
Схема синтеза присадок АСК и МАСК:
OH
OH
NaOH
_
H2O
кат.
+ Алкены
R
OH
2
R
OH
COOH
CaO
_
H2O
ONa
R
COO
OH
CO2
R
Ca
OH
COONa
_
R
OOC
АСК
OH
HCl
NaCl
CaO, CO2, CH3OH,
масло
R
АСК – алкилсалициловокальциевая присадка
МАСК – многозольная алкилсалициловокальциевая присадка
COOH
R
МАСК

10.

10
Технологическая схема производства присадок АСК и МАСК
ксилол
NaOH
катализатор
H2O
6
3
масло
HCl (р-р)
H2O
СаО
14
CH3OH
CO2
7
15
13
5
2
1
PhOH H2O
8
олефины
9
PhOH
4
10
ксилол
11
12
р-р NaCl
МАСК
олефины
1,2,4,6,9,12,14 – теплообменники; 3,10 – реакторы; 5,13 – дистилляционные колонны;
7,8,15 – емкости; 11 - смеситель

11.

11
Сукцинимидные беззольные присадки: не содержат металлов в своем составе.

12.

12
Противозадирные присадки
Назначение: препятствуют свариванию соприкасающихся поверхностей и образованию на
них задиров при вспышках высоких температур на участках сухого трения.
Принцип действия: Противозадирные присадки при вспышках высоких температур образуют
пленки соединений с металлом , которые при высоких температурах
являются смазывющими жидкостями.
Примеры противозадирных присадок
Сернистые соединения: при температурах выше 2000С образуют с металлом сульфидные пленки.
Сульфид железа (II) плавится ниже, чем сталь, и при высоких температурах выполняет функцию смазки, предотвращающей сваривание
металлических поверхностей.
Применяют дитиокарбаматы цинка,
свинца, сурьмы и кадмия:
S
_
R2N C
S
Zn
2

13.

13
Соединения хлора: при высоких температурах образуют на поверхности металла пленку
хлорида железа (II), которая плавится при 6720С и имеет меньшее
сопротивление к сдвигу, чем сталь. В ходе этого процесса выделяется HCl,
поэтому, во избежание коррозии, соединения хлора применяют совместно
с акцепторами HCl (амины, щелочные сульфонаты).
Применяют хлорированные парафины, жирные кислоты и их эфиры,
поливинилхлорид с молекулярной массой 300-500.
Соединения фосфора: образуют фосфиды металлов. Расплав фосфида железа проявляет кроме
смазывающего еще и полирующее действие, образую при высокой
температуре и давлении эвтектические смеси с металлом.
Диалкилдитиофосфаты образуют на
поверхности металла сульфидные и
фосфидные защитные пленки
(RO)2P
S
S
Zn
2

14.

14
Модификаторы трения
Назначение: уменьшение трение в узлах двигателя в момент его запуска.
Принцип действия: физическая адсорбция на металлической поверхности, образуют
тонкие не термостойкие пленки. При повышении температуры
происходит десобция модификаторов трения с поверхности.
Применяют полярные маслорастворимые вещества: высшие спирты, амиды
высших жирных кислот.
Вязкостные присадки
Назначение: улучшение вязкостно-температурных характеристик масла. Уменьшение
изменения вязкости при изменении температуры.
Принцип действия: вязкостные присадки – высокомолекулярные вещества. При низкой
температуре их молекулы свернуты в клубки и не меняют вязкости
базового масла. При высокой температуре макромолекулы разворачиваются, компенсируя падение вязкости масла с ростом температуры.

15.

15
В качестве вязкостных присадок применяют полиолефины, полидиены,
полиалкилстиролы, полиалкилакрилаты и полиалкилметокрилаты
с молекулярной массой 10-80 тысяч
Депрессорные присадки
Назначение: улучшение текучести масла при низких температурах.
Принцип действия: депрессорные присадки в концентрациях 0,05-1% препятствуют росту
кристалликов парафина и образованию пространственной кристаллической сетки.
Наиболее предпочтительными депрессорными присадками являются полиалкилакрилаты с молекулярной массой 5000-500000.