تهیه، مشخصه‌یابی و ارزیابی برخی از افزودنی‌های بدون خاکستر نرم‌کننده/توزیع‌کننده برای روغن موتور

تهیه، تعیین مشخصات و ارزیابی برخی مواد افزودنی شوینده / پراکنده بدون خاکستر برای روغن موتور

روغن های روان کننده نقش مهمی در فرآیندهای خانگی و صنعتی دارند. کاربردهای مناسب روان کننده ها باعث افزایش طول عمر و کارایی ماشین آلات و کاهش هزینه های طولانی مدت از نظر مصرف انرژی، نیازهای تعمیر و نگهداری و کاهش دمای عملیاتی می شود [1-3].

وظیفه اصلی یک روان کننده ایجاد یک مانع فیلم بین قطعات مکانیکی متحرک برای کاهش اصطکاک و سایش است. همچنین به عنوان خنک کننده عمل می کند، تشکیل رسوبات مضر را سرکوب می کند و خوردگی/اکسیداسیون را کنترل می کند. از آنجایی که روغن پایه به تنهایی برای برآورده کردن این خواسته های چالش برانگیز مشکل دارد، افزودنی های افزایش دهنده عملکرد در فرمول های سفارشی به فرمول روان کننده اضافه می شوند [4، 5].

در دهه 1950، نوع جدیدی از افزودنی، یک پراکنده غیر فلزی یا "بدون خاکستر" برای کمک به تمیز نگه داشتن موتورها معرفی شد. این محصول که به عنوان پراکنده کننده سوکسینیمید شناخته می شود، یک گروه پلی ایزوبوتنیل با وزن مولکولی نسبتاً بالا بود که به یک گروه انتهایی قطبی متصل شده بود [6].

گونه‌های آلی موجود در روغن‌های معدنی و روان‌کننده‌ها به‌ویژه در دماهای بالا و در مجاورت هوا یا فلز در معرض اکسیداسیون قرار می‌گیرند. چنین خرابی اغلب منجر به ایجاد رسوبات نامحلول یا لجن و افزایش ویسکوزیته در طول استفاده می شود. برای جلوگیری از مشکلات، روان کننده ها باید از پایداری اکسیداسیون برتر برخوردار باشند [7].

شوینده ها و مواد پراکنده، که اغلب به آنها افزودنی های DD یا HD (وضعیت سنگین) گفته می شود، برای توسعه روغن موتورهای مدرن برای موتورهای احتراق بنزینی و دیزلی ضروری هستند. این روان‌کننده‌ها به‌ویژه در معرض تنش‌های شدید به دلیل دماهای بالا و تأثیر اضافی ضربه‌های تهاجمی گازهای فرآیند احتراق هستند [8، 9].

تعریف اصلی مواد شوینده به خواص پاک کنندگی آنها شبیه به شوینده های موجود در مواد شوینده اشاره دارد، اگرچه به نظر می رسد عملکرد آنها بیشتر در پخش ذرات معلق مانند سایش ساینده و ذرات دوده به جای تمیز کردن کثیفی موجود باشد [10].

عملکرد کلیدی یک دیسپرسنت در فرمولاسیون روانکار صنعتی یا خودرو، کاهش غلیظ شدن روغن ناشی از تجمع و تجمع ذرات دوده است.

در کار حاضر، دو آمین پروپوکسیله از طریق واکنش پروپیلن اکسید با (تری اتیلن تترامین و تترااتیلن پنتامین) تهیه شد. سپس ترکیبات مختلف از طریق واکنش آمین های پروپوکسیله تهیه شده با سه اسید آلی مختلف (اسید استئاریک، دودسیل بنزن سولفونیک اسید و دی-دی) سنتز شدند.n-butyldithio phosphoric acid), کجا these compounds suggested as detergent/dispersants additives due to presence of amino groups and as antioxidants due to presence of Di-n-butyldithio phosphoric acid which has antioxidant properties Table 1.

سنتز آمین های پروپوکسیله

One mole of propylene oxide (PO) and one mole of primary amines (Triethylenetetramine and Tetraethylenepentamine) were mixed in three-round bottom flask equipped with a mechanical stirrer, reflux condenser, and thermometer. The reaction mixture was maintained at temperature 120 ± 5 °C with continuous stirring for about 4 h, and then cooled to the ambient temperature. The products were obtained (A and B) and their designation is shown in Table 2.

واکنش آمین های پروپوکسیله با اسیدهای آلی مختلف

واکنش در فلاسک ته سه گرد مجهز به همزن مکانیکی، کندانسور کارآمد و دماسنج انجام شد. در فلاسک یک مول از آمین های پروپوکسیله تهیه شده و یک مول از اسیدهای آلی مختلف (اسید استئاریک، دودسیل بنزن سولفونیک اسید و دی-دی) قرار داده شد.n-butyldithiophosphoric acid). The reactants were mixed with an equal weight of xylene and heated gradually to 150 ± 5 °C with continuous stirring for about 4 h using a well-controlled thermostat. The extent of reaction was followed by monitoring the amount of liberated water to give products; therefore, we have six different products, their designation shown in Table 2.

خصوصیات ترکیبات تهیه شده

تجزیه و تحلیل طیف سنجی مادون قرمز

ترکیبات تهیه شده با استفاده از FT-منR مشخص شدند. اسپکترومتر نوع مدل “Nicolet iS10 FT-منR Spectrometer” ساخت آمریکا.

Spectral resolution: better than 0.4 cm−1, non-apodized, and sample prepared as disk.

Room temperature, KBr optics, DTGS detector, 4 cm−1 spectral resolutions.

Maximum speed: 40 spectra per second at 16 cm−1 resolution.

تعیین وزن مولکولی

وزن مولکولی ترکیبات تهیه شده با استفاده از Agilent (Gel Permeation Chromatography) GPC water model 600E تعیین شد.

آنالیز رزونانس مغناطیسی پروتون

The prepared compounds were characterized by 1H NMR spectroscopy. Using 1H NMR type (300 M.Hs. spectrophotometer W–P-300, Bruker).

تست حلالیت

The solubility of the prepared compounds was investigated by dissolving the compounds in free additive base oil (SAE 30) from “Cooperation Company for petroleum.” منn a conical flask, 2 g of compounds was added to previously weighted base oil (100 g) and the mixture was allowed to stand overnight. The conical flask was immersed in an oil bath placed on a thermostated hot plate fixed over a magnetic stirrer. The temperature of the oil bath was then raised to 60 °C and at this point the mixture was agitated by a Teflon covered magnet for 20 min.

ارزیابی ترکیبات تهیه شده به عنوان افزودنی های روغن لوب

به عنوان آنتی اکسیدان

The lube oil samples as well as its blends with 2 % by weight of each of the prepared additives were subjected to severe oxidation condition in the presence of copper and iron strips at 165.5 °C for 72 h using the منndiana test method of oxidation [12]. The oxidation stability of the lube oil blends were determined by taking samples at 24 h intervals to 72 h. These samples were tested for:

تغییر نسبت ویسکوزیته V/V o

تغییر نسبت ویسکوزیته (V/V o) با استفاده از روش منP 48/86 تعیین شده است که: V = kinematic viscosity at 40 °C of sample after oxidation.

V o = kinematic viscosity at 40 °C of sample before oxidation.

ترکیبات تهیه شده با استفاده از حمام آزمایشگاهی کوهلر مدل K2337800000 ساخت آمریکا مورد ارزیابی قرار گرفت.

تغییر در تعداد اسید کل (ΔTAN)

تغییر بر اساس روش منP 177/83 محاسبه شده است که در آن

$$ \Delta {\text{TAN}} = \left( {{\text{تعداد کل اسید نمونه پس از اکسیداسیون }}{-}{\text{ تعداد اسید کل نمونه قبل از اکسیداسیون}}} \راست). $$

ترکیبات تهیه شده با استفاده از ایستگاه کاری تیتراسیون پتانسیومتری (مونو بورت)، "TitraLab 960" ساخت فرانسه مورد ارزیابی قرار گرفتند.

چگالی نوری با استفاده از تکنیک های مادون قرمز

The infrared spectra of oxidized oils have been determined in the range of the carbonyl group absorbance (1500–1900 cm−1). The spectra have been superimposed upon that of unoxidized oil. The absorbance (A) has been calculated according to

$$ A\,{ = } \,{ \log }من{/ }منo, $$

کجا من is  % transmittance of the oil after oxidation and منo is the transmittance of the oil before oxidation.

به عنوان مواد شوینده / پخش کننده

روش نقطه ای [11، 12]

Drops were taken from the samples being oxidized in the منndiana test after 24 h intervals of oxidation and up to 72 h to make spots on special filter paper (Durieux 122) and the dispersancy of the samples were measured as follows:

$$ {\text{\% dispersancy = }}\frac{\text{قطر نقطه سیاه}}{\text{قطر کل نقطه}} \times { 100}. $$

کارایی پراکنده ها به شرح زیر طبقه بندی شده است:

Up to 30 %: no dispersancy.

30–50 %: medium dispersancy.

50–60 %: good dispersancy.

60–70 %: very good dispersancy.

Above 70 %: excellent dispersancy.

تعیین لجن [13]

The essential feature of the method for determining the content of existent sludge is a 1 h centrifuging operation in (4233ECT laboratory centrifuge) at 3000 rpm, with 10 g of the test oil in the centrifuge tubes. After centrifuging, the clarified oil is decanted off, then 10 ml of isooctane is added as wash liquid to the tube containing the sludge in the form of a cake, and the sample is again centrifuged for 15 min. The operation is repeated until the sludge is washed completely free of oil. The washed sludge, together with the centrifuge tube, is brought to weight in a thermostat at 105 °C and the amount of sludge is determined by weighing and expressed as a percentage of the original oil sample.

$$ {\text{\% Sludge = }}\frac{\text{وزن نمونه بعد از سانتریفیوژ}}{\text{وزن نمونه}}{\text{X 100}}. $$

تعیین کارایی بالقوه پخش کننده مواد شوینده (PDDE) [14]

راندمان مواد شوینده / پخش کننده مواد افزودنی با دو روش راندمان شستشو و شاخص شوینده اندازه گیری شد. راندمان شستشو با روش کروماتوگرافی لایه نازک اندازه گیری می شود. هدف آن ارزیابی میزان تاثیر مواد افزودنی در حذف ناخالصی ها از سطح است. افزودنی های مختلف بر اساس راندمان شستشوی افزودنی، کربن سیاه را در ارتفاع های مختلف روی کاغذ می آورند. راندمان شستشو بین نقطه ای که سوسپانسیون قرار داده شده و ارتفاعی که روغن سوسپانسیون را با هپتان می آورد بر حسب میلی متر اندازه گیری می شود. شاخص شوینده کارایی تثبیت پراکندگی ماده افزودنی را مشخص می کند، بنابراین چگونه ناخالصی ها را در یک فاز پراکنده نگه می دارند. این آزمایش بر اساس سانتریفیوژ است.

The results of numerous experiments attested that these two methods were suitable to estimate the percentage of potential detergent dispersant efficiency (PDDE,  %) in oil solutions

$$ {\text{PDDE}} = \frac{{{\text{Dمن}} + {\text{WE}}}}{225} \times 100, $$

کجا Dمن is the detergent index (%), WE is the washing efficiency (mm), 225 is the maximum value of Dمن + WE (Dمنmax = 100, WEmax = 125).

سنتز آمین های پروپوکسیله

Preparation of propoxylated amines is illustrated in Schemes 1, 2, as follows:

The determined mean molecular weights of the products (A and B) have been found to be very near from that calculated theoretically and is shown in Table 3.

The infrared spectrum of product (A) is given in Fig. 1 which illustrates the following: The hydroxyl (OH) bands appear clearly near to 3283 cm−1 as broad bands. The amino (NH) bands appear clearly near to 3260 cm−1. C–H of alkanes appears in the range of 2856 and 2925 cm−1. C–O appears at 1128 cm−1. CH of CH3 group appears at 1455 and 1355 cm−1. CH of CH2 group appears at 1455 and 1355 cm−1. N–H group appears at 1598 cm−1.

The 1H NMR spectrum of product (A) is given in the following Table 4.

واکنش آمین های پروپوکسیله با اسیدهای آلی مختلف

Preparation of products (A1, A2, and A3) is illustrated in Schemes 3, 4, and 5 as follows:

The determined mean molecular weights of the products (A1, A2, and A3) have been found to very near from that calculated theoretically and is shown in Table 3.

The infrared spectrum of product (A2) is given in Fig. 2 which illustrates the following: The hydroxyl (OH) band appears clearly near to 3301 cm−1 as broad bands. The amino (NH) band appears clearly near to 3301 cm−1. C–H of alkanes appears at 2865 and 2920 cm−1. C–H of aromatic ring appears at 3070 cm−1. The bands of 1,4-disubstitution of aromatic ring are in the range of 833 cm−1. C=C of aromatic ring appears at 1601 cm−1. C–O of alcohol appears at 1123 cm−1. C–H of CH3 group appears at 1463 cm−1. C–N of tertiary amine appears at 1220 cm−1. N–CH3 group appears at 2655 cm−1. S=O group appears at 1038 cm−1. C–S appears at 676 cm−1.

The 1H NMR spectrum of product (A2) is given in the following Table 5.

ارزیابی ترکیبات تهیه شده

به عنوان آنتی اکسیدان

All the prepared compounds were added to a sample of “SAE-30” lube oil free from any additives, in 2 % concentration, and the blends obtained were subjected to severe oxidation condition as described previously. The change in optical density (log من/من o)، تعداد اسید کل (ΔTAN) و نسبت ویسکوزیته (V/V o) با افزایش گروه های NH در مولکول آمین کاهش می یابد بنابراین افزودنی های تهیه شده از تترااتیلن پنتامین (B1-B3) به عنوان آنتی اکسیدان کارآمدتر از تری اتیلن تترامین هستند، حضور گروه آمینه در ساختار ترکیبات تهیه شده برخی از محصولات اسیدی اکسیداسیون روغن روان را خنثی می کند [15]. مشخص شد که ترکیب B3 به عنوان آنتی اکسیدان روغن روان بهترین است، پس از آن B2 و سپس ترکیب B1 بعداً وارد می شود. کارایی ترکیب B3 تهیه شده در مقایسه با ترکیب دیگر به این دلیل است که حاوی گروه های آمینه و همچنین دی-n-بوتیل دی تیوفسفریک اسید است که خاصیت آنتی اکسیدانی دارد.

تاثیر اسیدهای مختلف استفاده شده

The results of additives of different acid products are given in Figs. 3, 4, 5, 6, 7, and 8. منt was found that better oxidation stability is obtained when we use di-n-butyldithio phosphoric acid (B3), this may be due to the antioxidant character of this acid because it acts as peroxide decomposers so B3 > A3.

به عنوان شوینده / پخش کننده

All the prepared compounds have been added to the oil samples in concentration of 2 wt%, using spot test method. Results given in Table 6 show clearly that the prepared compounds have very good and excellent dispersancy power (60–93 %) for sludge and solid particles formed during lube oil oxidation compared with lube oil only [15, 16].

منt is clear that the addition of these compounds not only disperses solid particles in the oil and thus prevents their agglomeration and precipitation on metallic parts of engines that can cause damage, but also neutralizes some of the acidic products of oxidation due to their basic nature. منt is clear from the data that increasing the NH groups in the structures of the prepared compounds, increases their capacity in dispersing sludge and solid particles into lube oil samples used, this may be explained by the fact that the NH groups form hydrogen bonds with polar groups of oxidation products.

تعیین لجن

The prepared additives (A1–A3) and (B1–B3) have been added to lube oil samples in concentration 2 wt%, using the centrifuge test method. The percentages of sludge formation during the oxidation of lube oil sample with and without prepared additives are determined and given in Table 7, which confirms the same results of the antioxidant activity and dispersancy power that compound more efficient as detergent.

تعیین کارایی بالقوه پخش کننده مواد شوینده (PDDE)

منt was proved also by few differences between the potential detergent/dispersant efficiency of the prepared additives (A1–A3) and (B1–B3) obtained by centrifugation and paper chromatography tests of their carbon black suspension in Fig. 9. The PDDE values of the prepared additives were high enough above (80 %) and similar to each other.

منt was also confirmed that the polar group (NH and OH) of the prepared additives has an active role in the mechanism of detergent action.

هم افزایی و تضاد B3 با دی آلکیل دی تیوفسفات روی

To a blend of lube oil sample containing 2 wt% of the prepared additive (B3), 0.5 wt% of a commercial antioxidant (Zinc dialkyldithio phosphate) has been added to prepare additive (B31) in order to study the effect of the prepared additive on the oxidation stability of lube oil sample in presence of other type of lube oil additives; results are given Figs. 10, 11, and 12. منt was found that the prepared additive B3 has synergistic effect with zinc dialkyldithiophosphate and increases its efficiency as an antioxidant.

با استفاده از روش نقطه ای

The prepared additive B31 has been added to lube oil sample in concentration of 2 wt% by using the spot test method. The results are given in Table 8, showing clearly that the prepared additive has excellent dispersancy power for the sludge and soil particles formed during lube oil oxidation compared with the lube oil with zinc dialkyldithiophosphate.

تعیین لجن

The percentage of sludge formation during the oxidation of lube oil sample with and without additive is determined and the data are given in Table 9 which confirms that additive B31 has excellent power to remove sludge and deposit formed by oxidation than zinc dialkyldithiophosphate only.

مواد ضد کف، پخش کننده ها و مواد شوینده در روان کننده ها: راهنمای کامل

افزودنی ها می توانند خواص جدیدی را به روغن ها افزایش دهند، سرکوب کنند یا اضافه کنند. مواد ضد کف، پخش کننده ها و مواد شوینده از این قاعده مستثنی نیستند. این سه ماده افزودنی را می توان در اکثر روان کننده های تمام شده یافت، البته در نسبت های متفاوت.

بیایید تفاوت‌های اصلی بین این سه، چرایی اهمیت هر کدام و راه‌های تایید حضور آنها را مورد بحث قرار دهیم.

چه تفاوتی دارد؟

در حالی که همه آنها افزودنی هستند (که با حرف D شروع می شوند)، عملکرد آنها به طور مشخص متفاوت است. همه آنها برای محافظت از روغن در برابر انواع مختلف آلاینده ها کار می کنند.

به عنوان مثال، ضد کف ها حباب های هوا را در روغن کاهش می دهند. در عین حال، مواد شوینده سطوح فلزی را تمیز نگه می‌دارند و مواد پخش‌کننده آلاینده‌ها را محصور می‌کنند تا در روان‌کننده معلق شوند.1 این در شکل 1 نشان داده شده است.

از آخرین مقاله ما در مواد افزودنی روان کننده - یک راهنمای جامع، در اینجا توضیحات مفصلی از نحوه عملکرد هر یک از این افزودنی ها ارائه شده است.

کف زدا

هنگامی که کف در روان کننده تشکیل می شود، حباب های هوای ریز یا در سطح یا داخل به دام می افتند (به نام فوم داخلی). مواد ضد کف با جذب روی حباب فوم و تأثیر بر کشش سطحی حباب عمل می کنند. این باعث ادغام و شکستن حباب روی سطح روان کننده می شود.

برای فومی که در سطح ایجاد می شود، به نام کف سطحی، از مواد ضد کف با کشش سطحی کمتر استفاده می شود. آنها معمولاً در روغن پایه محلول نیستند و باید به خوبی پراکنده شوند تا حتی پس از ذخیره یا استفاده طولانی مدت به اندازه کافی پایدار باشند.

از طرف دیگر، فوم داخلی، که حباب های هوای ریز در روان کننده است، می تواند پراکندگی های پایداری ایجاد کند. ضد کف های معمولی برای کنترل کف سطحی طراحی شده اند اما فوم داخلی را تثبیت می کنند.

پراکنده کننده ها

از سوی دیگر، پراکنده ها نیز قطبی هستند و آلاینده ها و اجزای روغن نامحلول را در روان کننده معلق نگه می دارند. آنها تجمع ذرات را به حداقل می‌رسانند که به نوبه خود ویسکوزیته روغن را حفظ می‌کند (در مقایسه با ادغام ذرات که منجر به ضخیم شدن می‌شود). بر خلاف مواد شوینده، پراکنده کننده ها بدون خاکستر در نظر گرفته می شوند. آنها معمولاً در دمای عملیاتی پایین کار می کنند.

مواد شوینده

مواد شوینده are polar molecules that remove substances from the metal surface, similar to a cleaning action. However, some detergents also provide antioxidant properties. The nature of a detergent is essential, as metal-containing detergents produce ash (typically calcium, lithium, potassium, and sodium)1.

آیا مواد ضد کف ضروری هستند؟

کف زدا, also called antifoam additives, are found in many oils. Most oils need to keep foam levels to a minimum, and it is very easy for foam to form in lube systems due to their design and flow throughout the equipment.

هنگامی که فوم وارد روغن می شود، می تواند بر توانایی آن برای روانکاری سطحی کافی تأثیر بگذارد. این می تواند منجر به سایش در سطح سطح شود و به تجهیزات آسیب برساند.

بسیاری از روغن ها برای ارائه عملکردهای مختلف و در نسبت های متفاوت بسته به کاربردشان به مواد ضد کف نیاز دارند. در مایعات گیربکس اتوماتیک (ATF) معمولاً به مواد ضد کف در غلظت های 50-400ppm نیاز است تا از ایجاد کف زیاد و حباب هوا جلوگیری شود. از سوی دیگر، برای مایعات گیربکس دستی و روان کننده های محور، مواد ضد کف در غلظت های کمی کمتر، بین 50 تا 300 ppm مورد نیاز است.

با این حال، OEM ها باید این غلظت ها را تأیید کنند. اگر غلظت مواد ضد کف بیش از حد زیاد باشد، در واقع باعث افزایش کف می شود. علاوه بر این، مواد ضد کف باید به درستی با بسته های افزودنی دیگر متعادل شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها با افزودنی دیگر مقابله منفی نمی کنند.

دو نوع اصلی کف زدا وجود دارد: کف گیر سیلیکونی و کف زدای بدون سیلیکون. کف زداهای سیلیکونی به ویژه در غلظت های پایین حدود 1% کارآمدترین مواد ضد کف محسوب می شوند. این ضد کف ها معمولاً در حلال های معطر از قبل حل می شوند تا پراکندگی پایداری ایجاد کنند.

با این حال، دو عیب قابل توجه در ارتباط با کف زدای سیلیکونی وجود دارد. به دلیل حل نشدن آنها، آنها به راحتی می توانند از روغن خارج شوند و میل قوی به سطوح فلزی قطبی دارند.

از طرف دیگر، کف زداهای بدون سیلیکون جایگزین دیگری هستند، به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به روان کننده های بدون سیلیکون دارند. چنین کاربردهایی شامل سیالات فلزکاری و هیدرولیک است که نزدیک به سیالات بدون سیلیکون و حتی آنهایی که در اعمال رنگ یا لاک بر روی این قطعات استفاده می شوند.

برخی از کف زداهای بدون سیلیکون عبارتند از پلی (اتیلن گلیکول) (PEG)، پلی اترها، پلی متاکریلات ها و کوپلیمرهای آلی. تری بوتیل فسفات نیز گزینه دیگری برای کف زداها است.

چرا پراکنده ها مهم هستند؟

اغلب، شوینده‌ها و مواد پخش‌کننده عمدتاً به این دلیل با هم گروه‌بندی می‌شوند که عملکرد آنها می‌تواند مکمل یکدیگر باشد. همانطور که در بالا ذکر شد، تفاوت قابل توجه این است که پخش کننده ها بدون خاکستر هستند، در حالی که مواد شوینده بیشتر ترکیبات حاوی فلز هستند.

با این حال، برخی از پخش‌کننده‌های بدون خاکستر نیز ویژگی‌های «تمیزکننده» را ارائه می‌کنند، بنابراین این دو متقابل نیستند.

یک دم بزرگ هیدروکربنی اولئوفیل و یک گروه سر هیدروفیل قطبی می تواند مواد شوینده و پراکنده کننده را دسته بندی کند. به طور معمول، دم در مایع پایه حل می شود در حالی که سر به سوی آلاینده های موجود در روان کننده جذب می شود.

مولکول‌های پراکنده آلاینده‌های جامد را می‌پوشانند و میسل‌ها را تشکیل می‌دهند و دم‌های غیرقطبی از چسبیدن این ذرات به سطوح فلزی جلوگیری می‌کنند به طوری که به ذرات بزرگ‌تر تجمع می‌کنند و معلق به نظر می‌رسند.

پخش‌کننده‌های بدون خاکستر، طبق تعریف، آن‌هایی هستند که حاوی فلز نیستند و معمولاً از پلیمرهای هیدروکربنی مشتق می‌شوند که محبوب‌ترین آنها پلی‌بوتن‌ها (PمنBs) است.

به عنوان مثال، پراکنده‌کننده‌ها معمولاً در غلظت‌های 2-6 درصد در ATF مورد نیاز هستند و برای حفظ پاکیزگی، پراکنده کردن لجن و کاهش اصطکاک و سایش استفاده می‌شوند. این مقادیر در مایعات گیربکس دستی و روان کننده های محور بین 1-4٪ متفاوت است.

آیا مواد شوینده واقعا تمیز می شوند؟

به طور سنتی، به مواد شوینده نام خود را می دادند زیرا فرض بر این بود که آنها خاصیت تمیز کنندگی روغن را دارند، مشابه مواد شوینده لباسشویی. با این حال، این ترکیبات حاوی فلز همچنین ذخیره قلیایی را برای خنثی کردن محصولات جانبی احتراق اسیدی و اکسیداسیون فراهم می کنند.

این ترکیبات به دلیل ماهیت خود، ذرات معلق مانند سایش ساینده و ذرات دوده را به جای حذف آنها (در یک عمل تمیز کردن) پراکنده می کنند. چهار نوع اصلی شوینده وجود دارد: فنات ها، سالیسیلات ها، تیوفسفات ها و سولفونات ها.

فنات کلسیم رایج ترین نوع فنات هستند. آنها با سنتز فنل های آلکیله شده با گوگرد عنصری یا کلرید گوگرد و به دنبال خنثی سازی با اکسیدهای فلزی یا هیدروکسیدها تشکیل می شوند. این فنات های کلسیم خاصیت پخش کنندگی خوبی دارند و پتانسیل خنثی سازی اسیدی بیشتری دارند.

سالیسیلات ها دارای خواص آنتی اکسیدانی اضافی و اثربخشی ثابت شده در فرمولاسیون روغن موتور دیزل است. آنها از طریق کربوکسیلاسیون فنل های آلکیله شده با متاتز بعدی به نمک های فلزی دو ظرفیتی تهیه می شوند. سپس این محصولات با کربنات فلزی اضافی برای تشکیل مواد شوینده بسیار اساسی استفاده می‌شوند.

تیوفسفونات ها امروزه به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند زیرا محصولی بیش از حد هستند.

سولفونات ها به طور کلی دارای خواص ضد خوردگی عالی هستند. سولفونات های خنثی (یا بیش از حد) دارای پتانسیل شوینده و خنثی سازی عالی هستند. این سولفونات‌های خنثی معمولاً با اکسیدها یا هیدروکسیدهای فلزی پراکنده کلوئیدی تشکیل می‌شوند.

سولفونات کلسیم نسبتا ارزان هستند و عملکرد خوبی دارند. از سوی دیگر، سولفونات‌های منیزیم خواص ضد خوردگی بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند، اما می‌توانند پس از تخریب حرارتی رسوبات خاکستر سخت را تشکیل دهند که منجر به پرداخت حفره در موتورها می‌شود. سولفونات باریم به دلیل خاصیت سمی استفاده نمی شود.

مواد شوینده in ATFs are used in concentrations of 0.1-1.0% for cleanliness, friction, corrosion inhibition, and reduction of wear3. However, these values are a bit higher in manual transmission fluids, at 0.0 – 3.0%. On the other hand, no detergents are required for axle lubricants!

وقتی این افزودنی ها مصرف می شوند چه اتفاقی می افتد؟

برای سه افزودنی که قبلاً در مورد آنها صحبت کردیم، هر یک از آنها به نوعی قربانی می شوند. 

کف زدا get used up when they are called upon to reduce the foam in the oil. On the other hand, detergents and dispersants use their characteristics to suspend contaminants in the oil.

منn all of these scenarios, each of these additives can be considered to become depleted over time. While performing their functions, they will undergo reactions that reduce their capability to perform them more than once.

از این رو، می توان نتیجه گرفت که این افزودنی ها با گذشت زمان کاهش می یابند، حتی اگر از نظر فیزیکی روغن را ترک نکرده باشند، اما اکنون به شکل دیگری وجود دارند.

خاصیت آزادسازی هوای روغن تحت تأثیر از بین رفتن مواد ضد کف قرار می گیرد. این مقدار افزایش قابل توجهی خواهد داشت که نشان می دهد مدت زمان بیشتری طول می کشد تا هوا از روغن آزاد شود. به این ترتیب، هوا در روغن در حالت آزاد، محلول، حباب یا کف باقی می ماند.

در نتیجه، این بر توانایی روغن برای روانکاری صحیح اجزاء تأثیر می گذارد و حتی می تواند منجر به میکرودیزل و افزایش دمای روغن در سامپ شود.

از سوی دیگر، با کاهش مواد شوینده و پخش کننده، ظرفیت روغن در نگهداری آلاینده ها نیز کاهش می یابد.

بنابراین، متوجه می‌شویم که رسوبات ممکن است در داخل تجهیزات شروع به شکل‌گیری کنند که منجر به چسبیدن سوپاپ‌ها (به ویژه در سیستم‌های هیدرولیک) یا افزایش کلی دمای سیستم می‌شود، زیرا این رسوبات می‌توانند گرما را به دام بیندازند.

با افزایش دما، روغن می تواند شروع به اکسید شدن کند و منجر به تشکیل رسوبات بیشتر و حتی لاک زدن شود.

اساسا، این افزودنی ها برای سلامت روغن در سیستم شما ضروری هستند. مواد شوینده و پخش کننده ها می توانند به تمیز نگه داشتن سیستم شما (عاری از آلاینده هایی مانند دوده) کمک کنند.

ضد کف ها حتی می توانند خطر سایش، افزایش دمای سیستم روانکاری، پتانسیل تشکیل لاک یا احتمال تسلیم شدن در برابر میکرودیزل را کاهش دهند.