Синтетическое масло - Википедия - Synthetic oil

Для синтетических жидких углеводородов см. Синтетическое топливо.
Образец синтетическое моторное масло

Синтетическое масло это смазка состоящий из искусственно созданных химических соединений. Синтетические смазочные материалы могут производиться с использованием химически модифицированных нефть компоненты, а не целые сырая нефть, но также может быть синтезирован из другого сырья. Однако в качестве основного материала по-прежнему используется преимущественно сырая нефть, которую перегоняют, а затем модифицируют физически и химически. Фактический процесс синтеза и состав добавок, как правило, являются коммерческой тайной и могут различаться у разных производителей.[1]

Синтетическое масло используется вместо нефтепродуктов при работе в экстремальных температурах.[2] Самолет реактивные двигатели, например, требуют использования синтетических масел, тогда как самолеты поршневые двигатели не.[3] Синтетические масла также используются в штамповка металла для обеспечения экологических и других преимуществ по сравнению с обычными продуктами на основе нефти и животного жира.[4] Эти продукты также называют «не содержащие масла» или «не содержащие масла».

Типы

Полный

Некоторое "синтетическое" масло производится из Базовый компонент группы III, некоторые из группы IV. Некоторые из смеси двух.Mobil подал в суд Castrol и Castrol преуспели, продемонстрировав, что их базовое масло Группы III было достаточно изменено, чтобы его можно было считать полностью синтетическим. API удалил все ссылки на Synthetic в своей документации, касающейся стандартов. «Полностью синтетический» - это маркетинговый термин, который не поддается измерению.

Группа IV: ПАО

Поли-альфа-олефин (поли-α-олефин, ПАО) представляет собой неполярный полимер, полученный полимеризацией альфа-олефина. Они относятся к группе IV API и представляют собой 100% синтетическое химическое соединение. Это особый вид олефин (органический), который используется в качестве базового компонента при производстве некоторых синтетических смазочных материалов. Альфа-олефин (или α-олефин) представляет собой алкен где углерод-углеродная двойная связь начинается с α-атома углерода, то есть двойная связь находится между атомами углерода №1 и №2 в молекуле.[5]

Группа V: Прочие синтетические материалы

Базовые масла группы V определяются API как и любой другой тип масла, кроме минеральные масла или же ПАО смазочные материалы.

Сложные эфиры - самые известные синтетические материалы в Группе V, которые представляют собой 100% синтетические химические соединения, состоящие из карбонил рядом с эфир связь. Они получены в результате реакции на оксокислота с гидроксил соединение, такое как алкоголь или же фенол.Эфиры обычно получают из неорганической кислоты или органической кислоты, в которой по крайней мере одна -OH (гидроксильная) группа заменена -O-алкил (алкокси ), чаще всего из карбоновый кислоты и спирты. То есть сложные эфиры образуются при конденсации кислоты со спиртом.

Многие химически разные «сложные эфиры» из-за их полярности и обычно отличной смазывающей способности используются по разным причинам в качестве «присадок» или «базовых компонентов» для смазочных материалов.[5]

Синтетическое масло на основе полиалкиленгликоля (ПАГ)
Промышленный PAG

Термины полиалкиленгликоль и полигликоль используются как синонимы.[6]

Синтетические смазочные материалы составляют около 4% рынка смазочных материалов. ПАГ составляют около 24% рынка синтетических смазочных материалов.

Этилен является основным сырьем, используемым для производства синтетических смазочных масел на основе полигликолей. Когда этилен и пропилен реагируют с кислородом, мы получаем оксид этилена и оксид пропилена, из которых полиалкиленгликоли производятся путем полимеризации. Полиалкиленгликоли обычно получают путем объединения оксида этилена (EO) и / или оксида пропилена (PO) со спиртом или водой.

Соотношение компонентов смеси ЭО и ПО, а также кислород, связанный в химической структуре, решающим образом влияют на поведение полигликолей. В зубчатой ​​промышленности преимущественно используются полигликоли с соотношением ЭО / ПО от 50:50 до 60:40, которые демонстрируют очень похожее поведение. Полигликоли, входящие в этот состав, также обычно называют водорастворимыми полигликолями.[7]

Базовые масла на основе полиалкиленгликоля образуются в результате реакции спирта с одним или несколькими оксидами алкилена: оксид пропилена обеспечивает нерастворимость в воде, оксид этилена обеспечивает растворимость в воде.

PAG Свойства

PAG обладают такими свойствами, как: высокая смазывающая способность, полярность, низкие тяговые свойства, высокий индекс вязкости, контролируемая скорость закалки, хорошая температурная стабильность и низкий износ. Они доступны как в водорастворимой, так и в нерастворимой форме.[8]

PAG использует

ПАГ обычно используются в охлаждающих жидкостях, жидкостях для металлообработки, трансмиссионных маслах, цепных маслах, пищевых смазках и в качестве смазочных материалов в гидравлике и газоперекачивающем оборудовании. [9] Смазочные материалы PAG используются двумя крупнейшими производителями воздушных компрессоров США в винтовых воздушных компрессорах.[10] Масла PAG разных классов вязкости (обычно ISO VG 46 или ISO VG 100) часто используются в качестве компрессорных масел для автомобильный кондиционер системы, использующие хладагенты с низким ПГП.

Преимущества PAG

Доступны ПАГ с широким диапазоном классов вязкости и пакетов присадок для различных целей. Некоторые свойства ПАГ, такие как растворимость в воде, обычно не обеспечиваются другими синтетическими смазочными материалами, такими как полиальфаолефины (ПАО).

PAG предотвращают образование отложений и нагара при высоких температурах. У PAG индексы вязкости выше, чем у PAO.[11][12][13]

В больших зубчатых передачах смазка PAG дает меньшее трение, чем смазка PAO.[14]

Масла PAG полярны, что означает, что масляная пленка легко образуется на всех движущихся металлических частях, снижая износ при запуске.

ПАГ могут быть биоразлагаемыми, особенно водорастворимые ПАГ.[15]

PAG Недостатки

ПАГ несовместимы с минеральными маслами, большинством уплотнений, красками, лаками.[16][17]

Совместимость с PAG Seal

PAG обычно совместим с FKM фторэластомерные материалы и VMQ (винилметилсиликон) Резинка.

PAG действует как растворитель, растворяет и удаляет минеральную смазку, которая вызывает более медленные движения, утечки воздуха и может остановить работу 4-ходовых клапанов.[18][19]

Натуральный каучук, Buna-N и большинство обычных уплотнений несовместимы с маслами PAG, особенно с уплотнениями, покрытыми минеральной смазкой. Масла PAG могут вызвать усадку или набухание уплотнений, что приведет к серьезной утечке или заеданию уплотнения. В пневматических пневмоцилиндрах и 4-ходовых клапанах обычно используются резиновые уплотнения Buna-N, покрытые минеральной смазкой.[20]

Полусинтетическое масло

Полусинтетические масла (также называемые «синтетическими смесями») представляют собой смесь минерального масла и синтетического масла, которое без дополнительных затрат обладает многими преимуществами полностью синтетического масла. Motul представила первый полусинтетический моторное масло в 1966 г.[21]

Смазочные материалы с синтетическими базовыми маслами даже ниже 30%, но с высокоэффективными присадками, состоящими из сложных эфиров, также могут считаться синтетическими смазочными материалами. Как правило, соотношение синтетического базового сырья используется для определения товарных кодов в таможенных декларациях для целей налогообложения.

Другие базовые масла помогают полусинтетическим смазочным материалам

Базовые компоненты типа API Group II и API Group III помогают создавать более экономичные полусинтетические смазочные материалы. Масла на основе минеральных масел типа API I-, II-, II + - и III широко используются в сочетании с пакетами присадок, пакетами для повышения эффективности и сложноэфирными и / или полиальфа-олефинами группы API IV для получения полуфабрикатов. смазочные материалы на синтетической основе. Базовые масла API Group III иногда считаются полностью синтетическими, но они по-прежнему классифицируются как минеральные базовые масла самого высокого уровня. Синтетический или синтезированный материал - это материал, который производится путем объединения или построения отдельных единиц в единое целое. Синтетические базовые масла, описанные выше, созданы человеком и созданы для того, чтобы иметь контролируемую молекулярную структуру с предсказуемыми свойствами, в отличие от минеральных базовых масел, которые представляют собой сложные смеси встречающихся в природе углеводородов и парафинов.[22][23]

Спектакль

Преимущества использования синтетических моторных масел заключаются в лучшей вязкости при низких и высоких температурах при экстремальных рабочих температурах.[24] лучше (выше) Индекс вязкости (VI)[25] химическая стабильность и устойчивость к сдвигу[26] Это также помогает снизить потери из-за испарения.[25][27][28][29] Он обеспечивает устойчивость к окислению, термическому разрушению и нефтешлам проблемы[30] и увеличенные интервалы замены масла, что снижает риск образования отходов для окружающей среды. Обеспечивает лучшую смазку в экстремальных холодных условиях.[25] Использование синтетических масел обещает, возможно, более длительный срок службы двигателя.[25] с превосходной защитой от образования «золы» и других отложений в горячих точках двигателя (в частности, в турбонагнетателях и нагнетателях) для меньшего выгорания масла и уменьшения вероятности повреждения масляных каналов.[24] Характеристики автомобилей улучшаются за счет чистого увеличения мощности и крутящего момента из-за меньшего внутреннего сопротивления двигателя.[30] Более того, это помогает улучшить эффективность топлива - от 1,8% до 5% документально подтверждено в ходе автомобильных испытаний.[25] Исследования показывают, что синтетическое масло работает примерно на 47% лучше, чем обычное масло.[31]

Однако синтетические моторные масла значительно дороже (в расчете на объем), чем минеральные масла.[32] и имеют потенциальные проблемы разложения в определенных химических средах (преимущественно при промышленном использовании).[33]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Как производится синтетическое масло». napaonline.com. 2016-11-28.
  2. ^ Смазка машин. «Обычное масло против синтетического». Архивировано из оригинал на 2010-04-06. Получено 2017-03-24.
  3. ^ «Синтетическое масло: подходит ли оно для вашего самолета?». Общие авиационные новости. 2005-03-11. Получено 2017-03-24.
  4. ^ "Часто задаваемые вопросы о штамповке металлов". Keats Manufacturing Co. Получено 2017-03-24.
  5. ^ а б SynLube Incorporated. [1] Все о синтетическом масле
  6. ^ Описание синтетического полиалкиленгликолевого масла PAG | Дэрил Битти, Dow Chemical Company и Мартин Гривз, Dow Chemical Company
  7. ^ Клубер | Белая книга Масла на основе полигликоля
  8. ^ Смазочные материалы Croda | Базовые масла на основе полиалкиленгликоля
  9. ^ Смазочные материалы Croda | Базовые масла на основе полиалкиленгликоля
  10. ^ Описание синтетического полиалкиленгликолевого масла PAG | Дэрил Битти, Dow Chemical Company и Мартин Гривз, Dow Chemical Company
  11. ^ Понимание полиалкиленгликоля | Вил Эскобар | Трибиология и смазочная техника | Май 2008 г.
  12. ^ Агентство по охране окружающей среды США | Экологически приемлемые смазочные материалы | 2.3 ПОЛИАЛКИЛЕНГЛИКОЛИ (стр. 5)
  13. ^ EPA | Информация о лицензировании данных для Агентства по охране окружающей среды США | Если не указано иное, все данные, производимые Агентством по охране окружающей среды США, по умолчанию находятся в общественном достоянии и не подлежат внутренней защите авторских прав в соответствии с 17 U.S.C. Статья 105.
  14. ^ [https://www.klueber.com/blog/usa-canada/download/alkt68mKhbrn8it1lxCKsLn62U6oK6dEg7hu-Kozsr0, Клубер | Белая книга Масла на основе полигликоля]
  15. ^ Экологически приемлемые смазочные материалы EPA
  16. ^ Агентство по охране окружающей среды США | Экологически приемлемые смазочные материалы | 3.4 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЛЕДОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИАЛКИЛЕНГЛИКОЛЯ (стр. 8)
  17. ^ Описание синтетического полиалкиленгликолевого масла PAG | Дэрил Битти, Dow Chemical Company и Мартин Гривз, Dow Chemical Company
  18. ^ Серия Mobil Glygoyle ™ | Полиалкиленгликоль (PAG) Смазка для зубчатых передач, подшипников и компрессоров
  19. ^ Дайджест нового оборудования | Преимущества использования смазок на основе PAG (полиалкиленгликоля)
  20. ^ Современное оборудование | Описание синтетического полиалкиленгликольного масла PAG
  21. ^ История DELPHI
  22. ^ Справочник ASTM по топливу и смазочным материалам, химия углеводородов, стр. 169-184, раздел 7
  23. ^ Уиллс, Дж. Джордж (из Mobil Oil Corporation) (1980). Основы смазки. М. Деккер. ISBN  9780824769765.
  24. ^ а б «Синтетическое масло по сравнению с обычным маслом | Моторные масла Mobil ™». mobiloil.com. Получено 2017-03-24.
  25. ^ а б c d е "Синтетическое моторное масло - журнал GM High Tech Performance". Супер Шеви. 2002-01-01. Получено 2017-03-24.
  26. ^ Маркова, Л. В .; Макаренко, В. М .; Kong, H .; Хан, Х. -Г. (2014). «Влияние модификаторов вязкости на реологические свойства синтетических масел». Журнал трения и износа. 35 (5): 351–358. Дои:10.3103 / S1068366614050092.
  27. ^ Синтетические минеральные жидкости Verus в смазках | А. Джексон | Корпорация исследований и разработок Mobil | Декабрь 1987 | Page 7 Рисунок 5. Сравнение летучести (ASTM D1160) полидеценовых и минеральных масел SAE 10W-30.
  28. ^ Разработка и применение модели состава смазки для изучения влияния переноса масла, испарения, разбавления топлива и загрязнения сажей на реологию смазочного материала и трение двигателя, Грейс Сян Гу Б.С., Машиностроительный университет Мичигана, 2012 | Страница 96… из-за высоких температур вблизи верхней мертвой точки поршня легкие летучие углеводороды испаряются и покидают систему. Легкие углеродные частицы исчезают быстрее из-за их высокой летучести и скорости испарения. | Page 64 Рисунок 5-4: Кривая вязкости для двух различных сортов масла по формуле Вальтера | Page 68 Рис. 5-5: Температура кипения и молекулярная масса нефтяных компонентов.
  29. ^ Полиальфаолефины PureSynTM (PAO) Семейство универсальных смягчающих средств, ExxonMobil Chemical | Я. Зелински | 15 февраля 2005 г. | Слайд 4 из 26 Доступен широкий диапазон вязкости PureSynTM PAO[постоянная мертвая ссылка ]
  30. ^ а б «Зачем использовать синтетическое моторное масло премиум-класса? Лучшее синтетическое масло по сравнению со стандартным маслом». Королевский фиолетовый. Получено 2017-03-24.
  31. ^ Исследование AAA
  32. ^ "Синтетическое моторное масло против минерального". Сеть Хот-Род. 2002-08-01. Получено 2017-03-24.
  33. ^ «Недостатки использования синтетического моторного масла». Он все еще работает. Получено 2019-07-02.