Aditivi

Do pojave prvih aditiva, u toku drugog svetskog rata, za motorna ulja upotrebljavala su se viskozna motorna ulja SAE 50 gradacije. Viskoznost ulja, u to vreme, bila je sinonim za dobro podmazivanje.

Aditivi su materije koje se dodaju mazivima u cilju poboljšanja ili donošenja nekih novih osobina mazivima, čime se povećavaju eksploataciono-tehnička svojstva ulja. To su sintetičke materije koje su rastvorljive u baznom ulju, termički stabilne i vrlo niske isparljivosti.

S obzirom na mehanizam delovanja mogu se podeliti u tri osnovne grupe:

aditivi koji poboljšavaju fizička svojstva maziva: depresanti tačke tečenja, impruveri indeksa viskoznosti, aditivi protiv penušanja i aditivi za poboljšanje otpornosti na opterećenje,
aditivi koji poboljšavaju hemijska svojstva maziva: antioksidanti,
aditivi koji štite mašinske elemente od štetnih materija nastalih u ulju: aditivi protiv korozije, disperzanti i deterdženti

Poboljšivači tačke tečenja – Depresanti

Da bi se omogućio rad na nižim temperaturama, mazivim uljima se dodaju materije koje snižavaju tačku tečenja. Mehanizam delovanja ovih aditiva se zasniva na obmotavanju mikroskopski sitne kristale parafina pri čemu se onemogućava njihovo grupisanje i taloženje, tako da ulje ostaje duže tečljivo. Nemaju sposobnost sprečavanja kristalizacije (stvaranja kristala) i ne utiču na tačku zamućenja ulja.

Poboljšivači indeksa viskoznosti – Impruveri

Jedna od najvažnijih karakteristika nekog maziva je stabilnost viskoznosti sa promenom temperature, odnosno viskozno-temperaturna svojstva. Na niskim temperaturama ovi aditivi gotovo ne dejstvuju, a na visokim temperaturama je pad viskoznosti manji usled njihovog ugušćivačkog delovanja. Impruveri indeksa viskoznosti su aditivi za poboljšanje indeksa viskoznosti ulja i koriste se za proizvodnju multigradnih ulja. Najpoznatiji polimerni dodaci za poboljšivače indeksa viskoznosti su:

Polimetakrilati (PMA) – polimeri na osnovu dugolančanih estera metakrilne kiseline nastali slobodno-radikalskom polimerizacijom odgovarajućih monomera.
Olefinski kopolimeri (OCP) – kopolimeri etilena i propilena.
Hidrogenovani stiren-dienski kopolimeri – razlikuju se stiren-butadienski (SBC) i stiren-izoprenski (SIP) kopolimeri

Najbolje rezultate, kod novih generacija motornih ulja, daju OCP impruveri.

Aditivi protiv penušanja – antipenušavci

Stvaranje pene nastaje prodiranjem mehurova vazduha u ulje ili usled delovanja deterdžentnih i antioksidacionih aditiva. Pena je vrlo nepoželjna naročito u hidrauličnim i reduktorskim uljima, pogoršava podmazivanje i uzrokuje gubitak prenosa snage u hidrauličnim sistemima. Antipenušavci sprečavaju obrazovanje stabilne pene u ulju. Deluju tako da smanjuju površinski napon mehurića vazduha (mehurići pucaju) i tako doprinose brzoj razgradnji pene.

Aditivi za zaštitu od habanja

Smanjuju habanje spregnutih kontaktnih površina bregaste osovina, podizača ventila, radilice, ležajeva i dr. Najširu primenu imali su aditivi na bazi cinka. Međutim sve se manje koriste u proizvodnji ulja za savremene motore zbog nekompatibilnosti sa katalizatorima za dogorevanje nesagorelog goriva.

Aditivi za zaštitu od visokih pritisaka i udarnih opterećenja

Da bi se poboljšala otpornost uljnog filma mazivima se dodaju posebni aditivi koji se prema uslovima primene dele na tri osnovne grupe:

aditivi za poboljšanje mazivih svojstava (polarni aditivi),
aditivi za smanjenje procesa habanja (AW aditivi),
aditivi za podnošenje ekstremno visokih pritisaka (EP aditivi)

Kao aditivi za poboljšanje mazivih svojstava koriste se prirodni estri masnih kiselina (repičino ulje, ricinusovo ulje), sintetički proizvodi (estri) kao i aminske soli masnih kiselina. Poboljšavaju mazivost, što znači sposobnost i brzu orjentaciju molekula ulja prema metalnoj površini (polarnost) kao i efikasnost njihove adsorpcije na površini.

Među polarne aditive spadaju i “modifikatori trenja”. Kao “modifikatori trenja” koriste se amidi, hlorovane masne kiseline, biljna ulja kao i aditivi na bazi molibdendisulfida. Kod motornih ulja smanjuju trenje pri čemu se smanjuje potrošnja goriva. Posebna pažnja se posvećuje izboru ovog tipa aditiva kod sredstava za obradu metala.

Od aditiva za smanjenje habanja (AW aditivi) najveću primenu imaju aditivi čija je metalna komponenta cink. Aditivi na bazi cinka imaju najveću efikasnost na višim temperaturama (preko 150⁰C) pri čemu znatno smanjuju koeficijent trenja, a time i intenzitet habanja. U novije vreme ograničava se upotreba aditiva koji sadrže cink. Ograničena upotreba aditiva koji sadrže cink je posebno izražena kod ulja za podmazivanje motora savremenih automobila koji imaju ugrađen katalizator dogorevanja.

Aditivi za zaštitu od ekstremno visokih pritisaka i udarnih opterećenja (EP aditivi) koriste se za zaštitu od visokih lokalnih pritisaka i udarnih opterećenja u uslovima graničnog podmazivanja. U takvim okolnostima EP aditivi formiraju anorganska jedinjenja sa metalnim površinama, koji preuzimaju na sebe ulogu čvrstog maziva. Intenzitet aktivnosti atoma sumpora, fosfora i hlora, koji predstavljaju osnovu EP aditiva, zavisi od temperature i pritiska na mestu kontakta.

Aditivi za zaštitu od oksidacije – Antioksidanti

Antioksidanti su aditivi koji povećavaju postojanost ulja prema dejstvu kiseonika i predstavljaju najčešće korišćene aditive. Kako su produkti oksidacije korozivni, inhibiranjem oksidacije automatski se inhibira i korozija. Ovi aditivi vrše pasivizaciju metalne površine i na taj način smanjuju katalitičko delovanje metala na proces oksidacije.

Aditivi za zaštitu od korozije – Inhibitori korozije

Inhibitori korozije (antikorozivni aditivi) štite metalne delove mašinskih elemenata koji su izloženi dejstvu rđe i korozije. Korozija je elektrohemijski proces i nastaje agresivnim delovanjem kiselih hemijskih produkata, a rđa je vid korozije kada vazduh ili voda deluju agresivno na metalnu površinu. Osnovni mehanizam delovanja antikorozivnih aditiva zasniva se na formiranju zaštitnog sloja na površini metala fizičkom i hemijskom adsorpcijom.

Antioksidanti i deterdženti (bazni aditivi) su takođe inhibitori korozije.

Deterdžentni aditivi

To su materije koje sprečavaju taloženje nečistoća na delovima motora koji se nalaze pod uticajem visokih temperatura.

Mehanizam delovanja ovih aditiva zasniva se na njihovoj sposobnosti da:

čiste metalne površine od proizvoda oksidacije i ne dopuštaju da se nakupljaju i talože po površinama i
zahvaljujući svom alkalnom svojstvu mogu da neutrališu hemijski agresivne kisele produkte nastale sagorevanjem goriva sa povećanim sadržajem sumpora. Parametar za ovo je Totalni Bazni Broj (TBN).

Kao deterdženti najviše se koriste sulfonati, fenati i silicilati, od kojih fenati i silicilati daju bolje rezultate. U određenim slučajevima ovi aditivi istovremeno pokazuju neka svojstva inhibicije korozije i rđanja, pa se svrstavaju u grupu višefunkcionalnih aditiva.

Disperzantni aditivi

Oni imaju ulogu da drže u disperziji produkte nastale oksidacijom ulja (smole, čađ) u uslovima niskih i srednjih radnih temperatura. Ovi produkti nastaju u motorima u uslovima “stani-kreni” gradske vožnje na kratkim relacijama i u uslovima podhlađenog motora. Disperzanti su bezpepelna jedinjenja a mehanizam delovanja sastoji se u opkoljavanju molekula nečistoća u ulju, održavaju ih u disperznom stanju, odnosno sprečavaju grupisanje čestica, njihovo taloženje i začepljenje cirkulacionih puteva. Osim toga, ovi aditivi moraju imati i određena deterdžentna svojstva, odnosno svojstva rastvaranja smolasto-asfaltnih jedinjenja i uljnog mulja.

Deaktivatori metala

Ovi aditivi redukuju katalitički uticaj metala (metalnih opiljaka) na oksidaciju ulja. Čestice se oblažu zaštitnim slojem koji prekida ili umanjuje katalitičko delovanje na proces oksidacije. Osim toga, oni razlažu produkte oksidacije i prekidaju štetne reakcije.

Aditivi emulgatori

To su najvažniji dodaci emulzionim uljima koja sa vodom grade emulzije. Zbog velikih površinskih napona u graničnim slojevima ulje i voda se ne mešaju. Zadatak emulgatora je da smanje površinski napon i obezbede stvaranje stabilne emulzije.

Aditivi deemulgatori

Funkcija deemulgatora je da spreči stvaranje emulzije u slučaju prodora vode u sistem. Mehanizam delovanja se svodi na pove}anje površinskog napona između molekula ulja i vode i sprečavanja procesa stvaranja emulzije.

UGUŠĆIVAČI ZA MAZIVE MASTI

Ugušćivači su supstance koje tokom procesa proizvodnje mazive masti, pod određenim uslovima stvaraju u ulju strukture međusobno isprepletanih vlakana formirajući sunđerastu strukturu i tako pretvaraju ulje u mazivu mast. Sapuni na sebe vežu od 80-95% baznog ulja. Ugušćivači mogu biti sapunski (kalcijumovi, natrijumovi, litijumovi, barijumovi, aluminijumovi itd.), kompleksni sapuni i nesapunski (gel, bentonit).

Sapunski ugušćivači

Sapunski ugušćivači su proizvod reakcije masne kiseline i hidroksida alkalnih metala. Prema vrsti ugušćivača mazive masti se nazivaju: litijumove, natrijumove, kalcijumove, aluminijumove itd. Sa ciljem dobijanja mazive masti određenih karakteristika, mogu se pomešati dva različita sapuna, pa se takve masti nazivaju mešovite.

Kompleksni sapuni

Kompleksni sapuni su sačinjeni od dve kompleksno vezane soli, od kojih je jedna obična so više masne kiseline, a druga so niskomolekularne organske kiseline. Kompleksni sapuni daju mastima osobine koje se ne bi mogle dobiti korišćenjem jednostavnih metalnih sapuna ili njihovom kombinacijom.

Nesapunski ugušćivači

Nesapunski ugušćivači daju specijalne karakteristike mastima. Ove masti su termički vrlo stabilne i uglavnom nemaju tačke kapanja, zbog čega se najčešće koriste za podmazivanje na visokim temperaturama ili na mestima gde se zahteva otpornost na delovanje vode i kiselina.

Kao nesapunski ugušćivači koriste se:

Neorganski ugušćivači – visokodisperzne modifikovane gline, olefilni silicijum dioksid, razni punioci i čvrsta maziva, oksidi metala u obliku amorfnog (finog) praha,
Organski ugušćivači – čvrsti ugljovodonici, čađ, poliurea, polimeri, pigmenti.

Prema vrsti nesapunskog ugušćivača mazive masti se nazivaju: bentonitne, silikagelne, pigmentne, poliurea masti, mazive paste.