hrvatski

Reološka svojstva mineralnih mazivih ulja s disperzantnim polimetakrilatnim aditivima

Alkil-metakrilatni kopolimeri (PAMA) posebnog sastava i građe poznata su i široko upotrebljavana poboljšavala reoloških svojstava mineralnih mazivih ulja, posebice indeksa viskoznosti i stiništa motornih i transmisijskih ulja gdje se dodaju u razmjerno velikim koncentracijama. U novije vrijeme, razvoj PAMA aditiva usmjerava se prema kopolimerima koji bi uz poboljšanu smičnu i oksidacijsku stabilnost, također posjedovali i disperzantno-detergentna svojstva. Željeni učinak može se postići ugradnjom komonomera s funkcionalnim skupinama koje sadrže kisik ili dušik u makromolekule tijekom procesa polimerizacije. Sve oštriji propisi vezani uz emisije štetnih plinova pridonijeli su tom razvitku. Uvođenjem sustava recirkulacije ispušnih plinova (EGR, engl. exhaust gas recirculation) u dieselske motore, vrlo učinkovito se smanjuje emisija NOx plinova u atmosferu, ali istodobno dolazi i do povećanog stvaranja taloga u motornim uljima. Uloga funkcionalne skupine polimernog aditiva jest da dispergira čestice taloga u ulju i/ili sprječava taloženje produkata sagorijevanja stvaranjem tankog površinskog sloja na vitalnim dijelovima motora. Time se omogućava učinkovitiji rad motora, odnosno smanjuju se trenje, energetske potrebe sustava i potrošnja goriva. U ovom radu istražen je utjecaj sastava i strukture disperzantnih polimetakrilatnih aditiva na reološka svojstva njihovih otopina u baznom ulju. Polimerni aditivi sintetizirani su kopolimerizacijom stirena, dugolančanih alkil-metakrilata i funkcionalnog komonomera dimetilaminoetil-metakrilata (DMAEMA) u mineralnom baznom ulju. Reakcije su provedene slobodno-radikalskim mehanizmom uz peroksidni inicijator, u izotermnim uvjetima. Dobivenim polimerima određeni su sastav 1H NMR spektroskopijom i glavna strukturna svojstva kao što su raspodjela i prosjeci molekulskih masa, metodom kromatografije isključenja po veličini (SEC). Otopinama polimernih aditiva u ulju normiranim metodama određeni su kinematička viskoznost na 40 oC i 100 oC, indeks viskoznosti, smična stabilnost i stinište. Ustanovljeno je da već i mali udjel funkcionalnog komonomera DMAEMA u aditivu ima znatan utjecaj na vrijednosti reoloških svojstva otopina u ulju. Ugradnjom DMAEMA u makromolekulu znatno se mijenjaju molekulska međudjelovanja između polimernog aditiva i ulja, što rezultira bitno većim hidrodinamičkim klupkom polimernih molekula u usporedbi s konvencionalnim PAMA aditivom. Porastom volumena klupka povećava se viskoznost i smanjuje smična stabilnost otopina. S povećanjem udjela DMAEMA u reakcijskoj smjesi monomera, smanjuju se prosjeci molekulskih masa dobivenih kopolimera. Usprkos tome, ne dolazi do smanjenja viskoznosti njihovih otopina. Vrijednosti indeksa viskoznosti otopina disperznog PAMA nešto su veće u usporedbi s konvencionalnim PAMA aditivom, a vrijednosti stiništa su usporedive i smanjuju se s povećanjem udjela DMAEMA u aditivu sve do -26 oC za udjele DMAEMA od 10 mol. %. Dobivene međuovisnosti između sastava polimera i reoloških svojstava njihovih otopina u ulju, kao i poznavanje molekulskih međudjelovanja između aditiva i ulja, omogućavaju formuliranje mazivih ulja naprednih primjenskih svojstava.

reološka svojstva; maziva ulja; disperzantni polimetakrilatni aditivi

nije evidentirano

engleski

Rheological properties of mineral lubricating oils containing dispersant polymethacrylate additives

Alkil-metakrilatni kopolimeri (PAMA) posebnog sastava i građe poznata su i široko upotrebljavana poboljšavala reoloških svojstava mineralnih mazivih ulja, posebice indeksa viskoznosti i stiništa motornih i transmisijskih ulja gdje se dodaju u razmjerno velikim koncentracijama. U novije vrijeme, razvoj PAMA aditiva usmjerava se prema kopolimerima koji bi uz poboljšanu smičnu i oksidacijsku stabilnost, također posjedovali i disperzantno-detergentna svojstva. Željeni učinak može se postići ugradnjom komonomera s funkcionalnim skupinama koje sadrže kisik ili dušik u makromolekule tijekom procesa polimerizacije. Sve oštriji propisi vezani uz emisije štetnih plinova pridonijeli su tom razvitku. Uvođenjem sustava recirkulacije ispušnih plinova (EGR, engl. exhaust gas recirculation) u dieselske motore, vrlo učinkovito se smanjuje emisija NOx plinova u atmosferu, ali istodobno dolazi i do povećanog stvaranja taloga u motornim uljima. Uloga funkcionalne skupine polimernog aditiva jest da dispergira čestice taloga u ulju i/ili sprječava taloženje produkata sagorijevanja stvaranjem tankog površinskog sloja na vitalnim dijelovima motora. Time se omogućava učinkovitiji rad motora, odnosno smanjuju se trenje, energetske potrebe sustava i potrošnja goriva. U ovom radu istražen je utjecaj sastava i strukture disperzantnih polimetakrilatnih aditiva na reološka svojstva njihovih otopina u baznom ulju. Polimerni aditivi sintetizirani su kopolimerizacijom stirena, dugolančanih alkil-metakrilata i funkcionalnog komonomera dimetilaminoetil-metakrilata (DMAEMA) u mineralnom baznom ulju. Reakcije su provedene slobodno-radikalskim mehanizmom uz peroksidni inicijator, u izotermnim uvjetima. Dobivenim polimerima određeni su sastav 1H NMR spektroskopijom i glavna strukturna svojstva kao što su raspodjela i prosjeci molekulskih masa, metodom kromatografije isključenja po veličini (SEC). Otopinama polimernih aditiva u ulju normiranim metodama određeni su kinematička viskoznost na 40 oC i 100 oC, indeks viskoznosti, smična stabilnost i stinište. Ustanovljeno je da već i mali udjel funkcionalnog komonomera DMAEMA u aditivu ima znatan utjecaj na vrijednosti reoloških svojstva otopina u ulju. Ugradnjom DMAEMA u makromolekulu znatno se mijenjaju molekulska međudjelovanja između polimernog aditiva i ulja, što rezultira bitno većim hidrodinamičkim klupkom polimernih molekula u usporedbi s konvencionalnim PAMA aditivom. Porastom volumena klupka povećava se viskoznost i smanjuje smična stabilnost otopina. S povećanjem udjela DMAEMA u reakcijskoj smjesi monomera, smanjuju se prosjeci molekulskih masa dobivenih kopolimera. Usprkos tome, ne dolazi do smanjenja viskoznosti njihovih otopina. Vrijednosti indeksa viskoznosti otopina disperznog PAMA nešto su veće u usporedbi s konvencionalnim PAMA aditivom, a vrijednosti stiništa su usporedive i smanjuju se s povećanjem udjela DMAEMA u aditivu sve do -26 oC za udjele DMAEMA od 10 mol. %. Dobivene međuovisnosti između sastava polimera i reoloških svojstava njihovih otopina u ulju, kao i poznavanje molekulskih međudjelovanja između aditiva i ulja, omogućavaju formuliranje mazivih ulja naprednih primjenskih svojstava.

rheological properties; lubricating oils; dispersant polymethacrylate additives

nije evidentirano