Состав и свойства разжижающих присадок Присадок, снижающих температуру застывания

За последние 20 лет предложено значительное количество добавок к маслам, снижающих их температуру застывания. Их можно разделить на шесть групп.

Продукты конденсации неполярных органических соединений, в частности, алкилпроизводные нафталина. Наиболее известна из них парафлоу, получаемая по реакции Фриделя и Крафтса конденсацией нафталина с хлорированным парафином.

Продукты конденсации полярных или полярных с неполярными органических соединений. Из этой группы наибольшее значение имеет сантопур, молекула которого состоит из хлорированных парафиновых цепей, присоединенных к фенолу. Продукты конденсации хлоридов жирных кислот с кетонами, кумароном, инденом и терпенами также относятся к этой группе присадок.

Вольтол и продукты полимеризации углеводородов с двойными связями (каучуки, полистирол).

Мыла многовалентных катионов-, в первую очередь стеа-раты алюминия, тория и марганца.

Этаноламин и пропаноламин, йодистый тетрацетиламмоний и близкие им вещества.

Окисленный петролатум и естественные смолы.

Из этих присадок наиболее широкое применение получили парафлоу, сантопур и меньшее тристеарат алюминия. Первые две добавки не влияют сколько-нибудь значительно на нормируемые стандартом физико-химические свойства масел, в то время как тристеарат алюминия несколько повышает зольность масел. Следует подчеркнуть, что депрессорные присадки практически не влияют на температуру помутнения масел, т. е. температуру кристаллизации растворенных в нем углеводородов.

Понижение температуры застывания масел от добавления присадок колеблется от 0 до 40° и больше (табл. 45). Эффективность действия присадок зависит от их природы и концентрации, вязкости масла, а также от природы и концентрации содержащихся в нем твердых углеводородов. П. А. Ребиндер с сотрудниками показали, что эффективность рассматриваемых присадок возрастает с числом боковых цепей, присоединенных к центральной

части молекулы. Для стеаратов установлен следующий рад: CaSt < AlSt < ThSt.

Известно, что технический тристеарат алюминия, как правило, содержит 2,1—2,6 радикалов стеариновой кислоты на атом алюминия. Как отмечает П. И. Санин , па-рафлоу в среднем близок к двуалкил-производному. Изменение соотношения мен<ду числом боковых цепей и центральной частью молекулы объясняет колебания эффективности отдельных партий присадок одного типа.

достигает максимума (для тристеарата алюминия этот предел ниже, а для окисленного петролатума выше) и при дальнейшем увеличении концентрации или остается практически постоянным, или снижается (фиг. 91), Наиболее эффективная концентрация

присадки зависит также от свойств масла, в частности, от содержания смол .

Наименее вязкие масла незначительно снижают температуру застывания в присутствии добавок, что связано с очень низкой

температурой застывания исходных масел. С ростом вязкости понижение вначале увеличивается, но затем довольно сильно падает (фиг. 92). Высоковязкие масла или вовсе невосприимчивы к присадкам, или проявляют малую депрессию. Количество парафина, содержащегося в масле, влияет на действие присадок двумя способами: 1) эффективность парафлоу, вольтола и аналогичных добавок снижается с ростом концентрации парафина; на масла, содержащие 4—6% твердых углеводородов, они почти не действуют; 2) сантопур и тристеарат алюминия вызывают наиболее значительную депрессию в маслах, содержащих 2—3% парафина. С дальнейшим ростом концентрации их эффективность падает, но медленнее, чем у присадок первой группы (фиг. 93).

Депрессии маловязких и малопарафинистых масел, обусловленные оптимальными концентрациями многих присадок, близки между собой, но на высоковязкие и особенно высоко-парафинистые масла сан- Фиг 93- Зависимость депрессии температуры тппт и тпигтряпят ятп- застывания машинного масла СУ, обусловлен-топур и тристеарат алю- ного 1% присадки от концентрации парафина МИНИЯ действуют более в масле (по данным Г. И. Фукса и др. ). ЭффеКТИВНО, Чем ПарафЛОу, Г-парафлоу; 2-сантопур; 3- окисленный петро-ВОЛЬТОЛ И ОКИСЛеННЫЙ Пе- латУм 4 - вольтол; 5 - тристеарат алюминия.

тролатум.

Для применения масел на холоду имеет значение не столько температура застывания, сколько текучесть масел при низких температурах. Кроме того температура застывания является условным и неточным показателем низкотемпературных свойств масел.

В последнее время было показано, что присадки, снижающие температуру застывания, увеличивают подвижность масел при температурах, близких к последней. П. А. Ребиндер обнаружил, что парафлоу, тристеарат алюминия и аналогичные добавки снижают статическое сопротивление сдвигу растворов парафина в маслах (фиг. 94). К. С. Рамайя нашел, что эти вещества снижают и динамическое предельное напряжение сдвига (табл. 46).

При низких температурах вязкость масел с присадками типа парафлоу ниже, чем без присадок. Это связано прежде всего с тем, что эти присадки снижают аномальную вязкость. К. С. Рамайя обнаружил, что они уменьшают также остаточную вязкость.

Из рассмотренного влияния добавок на факторы, определяющие подвижность масел при низких температурах, следует, что прокачи-ваемость масел через трубки под влиянием таких добавок должна возрастать. Действительно, обнаружено, что гидродинамический расход при небольших разностях давлений увеличивается (фиг. 95).

Вопрос о положительном влиянии депрессорных присадок на прокачиваемость масел при высоких разностях давления, когда разрушена сверхмицеллярная структура, не так ясен. В масляных

системах двигателей их действие не всегда удается обнаружить. Но эти результаты не могут рассматриваться как окончательное доказательство отсутствия влияния присадок, так как такие установки не позволяют проводить достаточно точных измерений . В последних работах К. С. Рамайя нашел, что пара-флоу способствует прокачиванию масел с разрушенной структурой. Этого можно было ожидать и исходя из отмеченного в предыдущем разделе эффекта снижения температурного коэфициента вязкости. Измерение влияния добавок на текучесть масел является более обоснованным и полезным способом оценки их влияния на низкотемпературные свойства масел, чем измерение температуры застывания . Отсутствие депрессии застывания еще не свидетельствует об отсутствии повышения текучести . Добавки, снижающие температуру застывания масел, правильнее бьшо бы назвать присадками, повышающими подвижность масел при низких температурах, или кратко разжижающими присадками.

Измерение текучести показывает также, что сантопур и тристеарат алюминия являются более эффективными добавками, чем парафлоу и вольтол.

Повышение расхода масел под влиянием добавок может оставаться более или менее постоянным при всех температурах, близких к температуре застывания, или возрастать со снижением температуры, или, наконец, достигать максимальной величины при оптимальной температуре (фиг. 95). У вязких масел последняя несколько выше температуры застывания и часто совпадает с температурой помутнения или лежит на 1—2° ниже нее. Характер температурной зависимости повышения текучести зависит не от природы присадки, а от свойства масла.

Рассматриваемые добавки не только снижают температуру застывания масел и разжижают их при низких температурах, но и увеличивают скорость фильтрации масел через парафиновую лепешку в процессе депарафинизации , вызывают синерезис масляно-парафинового геля и увеличивают скорость осаждения парафина в маслах . Все эти эффекты влияния присадок получили практическое применение.