Ploviklio priedų variklių alyvose supratimas: apžvalga

Turinys

Kas yra vidaus degimo variklių alyvų ploviklis?

Plovimo priemonių funkcijos

Rūgščių neutralizavimo gebėjimas

Valymo gebėjimas

Sklaida

Tirpinimas

Pagrindinių ploviklių veikimo palyginimas

Tepalų ploviklių tipai.

Sulfonatas

Alkilfenatai ir sieros alkilfenatai

 

Kas yra vidaus degimo variklių alyvų ploviklis?

 

 

Ploviklis (vidaus degimo variklių alyvoms) yra cheminė medžiaga, galinti išvalyti variklio dalis ir išlaikyti variklio dalis švarias bei padėti sustabdyti nepageidaujamas kietąsias daleles variklio alyvoje. Ploviklis atlieka keturias funkcijas: rūgščių neutralizavimą, plovimą, dispersiją ir tirpinimą.

Variklinės alyvos sudėtyje dauguma ploviklių naudoja šarminių metalų muilus, kad neutralizuotų organines arba neorganines rūgštis, susidarančias oksidacijos ar degimo metu.

Plovikliai paprastai derinami sudispergentaiirZDDPir daugiausia naudojami vidaus degimo variklių alyvose.

 

• 1943 m. JAV išsiaiškino, kad dyzelinių variklių alyva, pridėta su organinių karboksirūgšties metalų muilu, pvz., alyvoje tirpiomis riebalų rūgštimis arba nafteno rūgštimis, gali išspręsti padidėjusių anglies nuosėdų stūmoklio žiedų grioveliuose problemą, kurią žmonės vadina plovikliu, nes tokio tipo aliejuje tirpus metalinis muilas pasižymi panašiomis valymo savybėmis kaip ir vandenyje tirpus muilas.
• Skalbimo priemonių tyrimai prasidėjo nuometaliniai muilai, o išpopuliarėjo riebalų rūgštys ir nafteno rūgšties muilai. Kadangi dauguma riebalų rūgščių metalų druskų ir nafteno rūgšties metalų druskos taip pat yra tepalinės alyvos oksidacijos katalizatoriai, vystantis tepalų pramonei jos buvo pakeistos sulfonatais, fenatais ir fosfatais.
• Šiuolaikiniuose tepalų prieduose yra populiariausių plovikliųSulfonatai, Sulfurinti alkilfenatai, Fosfonotiolatas, Alkilsalicilataiir naftenatai. Penkių tipų plovikliai iš pradžių naudojami su neutraliomis druskomis.
• 1940-ųjų pabaigoje ir šeštojo dešimtmečio pradžioje, kai padaugėjo didelio galingumo dyzelinių variklių su kompresoriumi ir daugėjo sieros turinčių degalų, taip pat geriau suprato ploviklių neutralizavimą, žmonės pradėjo kurtis.baziniai plovikliaiirper baziniai plovikliai.
• XX amžiaus šeštojo dešimtmečio pabaigoje buvo sukurti plovikliai, kurių bazinė vertė buvo 250 mg KOH/g.
• Šiuo metu didelio bazinio skaičiaus produktų kiekis užima daugumą šiuolaikinių tepalų priedų, o bazinė vertė gali siekti iki 400–500 mgKOH/g. Daugiau nei 75 procentai ploviklių naudojami benzininių variklių alyvoje ir dyzelinių variklių alyvoje. Ploviklio dozė automobilių variklių alyvoje gali siekti 3–15 proc., o jūrinių variklių alyvoje – dar daugiau. Jūrinių cilindrų alyvose (TBN 100) yra iki 30 procentų priedų, dauguma šių priedų yra plovikliai.

 

 

Plovimo priemonių funkcijos

 

Rūgščių neutralizavimo gebėjimas
Dauguma ploviklių turi bazinę vertę, o kai kurie turi didelę bazinę vertę, kuri vadinama aBendras bazinis skaičius (TBN), o TBN reiškia gebėjimą neutralizuoti rūgštis. Skirtingos metalų druskos turi skirtingą rūgščių neutralizavimo gebėjimą.

Šarminiai sulfonatai ir fosfatiniai plovikliai yra stiprios rūgšties ir stiprios šarminės druskos, ir tik per daug šarminė ploviklio dalis, tai yra karbonatas ir hidroksidas, gali neutralizuoti rūgštingumą, o neutralūs sulfonatai ir fosfatai yra muilai ir negali neutralizuoti rūgščių. . Tačiau baziniai karboksilatai, salicilatai ir fenatai yra stiprios bazės ir silpnų rūgščių druskos, todėl jos yra Lewiso bazės. Ne tik per daug šarminė dalis turi neutralizuojančią savybę, bet ir muilas turi savybę neutralizuoti rūgštį.

Didelės bazinės vertės plovikliai paprastai yra karbonatų (CaCO₃, BaCO₃, MgCO₃, Na₂BENDRAI₃, Li₂CO₃ir kt.) ir metalų hidroksidai [Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, Mg (OH)₂, NaOH, LiOH] ir kiti superdalelių būsenos koloidai yra disperguojami neutraliuose metalo pagrindu pagamintuose plovikliuose.

Per daug šarminiai plovikliai, turintys dideles šarmų atsargas, gali nuolat neutralizuoti oksidacijos būdu susidarančias tepalinės alyvos ir mazuto rūgštis, užkertant kelią tolesniam oksidaciniam kondensavimuisi ir taip sumažinant dervų nuosėdas variklyje. Tuo pačiu metu jis taip pat gali neutralizuoti sieros oksidą, susidarantį deginant sieros turintį kurą, neleisdamas jam sulfoninti tepalinės alyvos;

Jis taip pat gali neutralizuoti karboksirūgštį, sieros rūgštį, azoto rūgštį ir kt., susidarančias po benzino degimo, ir neleisti jiems toliau veikti angliavandenilių.

Dėl šių neorganinių ir organinių rūgščių neutralizavimo išvengiama šių rūgščių medžiagų korozijos ant metalinių variklio dalių, o tai ypač svarbu dyzelinėms variklių alyvoms ir jūrinėms alyvoms, kuriose naudojamas daug sieros turintis kuras.

 

Valymo gebėjimas

Ploviklis yra micelių pavidalo aliejuje ir stipriai adsorbuojasi ant nepageidaujamų dervingų plėvelių ir anglies nuosėdų. Jis gali nuplauti dervingą plėvelę ir anglies nuosėdas, prilipusias prie stūmoklio, ir išsklaidyti jas aliejuje.

Apskritai, kuo stipresnės sklaidos savybės, tuo stipresnės savybės.

 

Sklaida

Ploviklis gali sugerti susidariusias mažas kietas daleles, tokias kaip koloidinės ir anglies dalelės, ir išsklaidyti jas aliejuje, neleisdamas joms susikaupti ir susidaryti didelėms dalelėms, kurios prilimpa prie cilindro arba nusėda į dumblą.

 

Tirpinimas

Tirpumas yra reiškinys, kai skystos tirpios medžiagos, kurios iš pradžių netirpi aliejuje, ištirpsta dėl nedidelio paviršiaus aktyviosios medžiagos kiekio.

Plovikliai yra kai kurios paviršinio aktyvumo medžiagos, dažnai disperguotos aliejuje kaip micelės, kurios gali ištirpinti deguonies turinčius junginius, turinčius hidroksilo ir karbonilo grupių, junginius, kurių sudėtyje yra nitro, dumblą, suodžius ir vandenį. Šios medžiagos yra tarpinės medžiagos formuojant dažų plėvelę. Jie yra ištirpinami micelių centre ir yra apsupti priedų molekulių, sudarančių miceles, taip užkertant kelią tolesniam oksidavimuisi ir kondensacijai bei sumažinamas dažų plėvelių ir anglies nuosėdų susidarymas. Iš tiesų, nuosėdų pirmtakų tirpinimas plovikliais, ty gebėjimas šias labai reaktyvias funkcines grupes padaryti mažiau aktyvias, taip užkertant kelią joms virsti nuosėdomis, yra daug mažiau tirpinantis nei daugelis bepelenių dispergentų.

 

Iš esmės ploviklis susideda išLipofilinė grupė, poliarinė grupė ir hidrofilinė grupė.Kaip šioje lentelėje:

 

PREKĖ	Lipofilinė grupė	Poliarinė grupė	Hidrofilinė grupė	Molekulinė struktūra
Sulfonatas	Alkilarilas	Sulfono rūgšties grupė	Ca, Mg, Ba, Na
Alkilfenoliai ir sieros alkilfenatai	Alkilarilas	Fenolio hidroksilas	Ca, Ba
Alkilsalicilatai	Alkilarilas	Salicilatas	Ca, Mg, Ba
Tiofosfatas	Poliizobutilenas n=17-20	fosforotioatas arba fosforo rūgštis	Ca, Ba

 

Pagrindinių ploviklių ir dispergentų ploviklio ir dispersijos savybės

Tepalų priedai	Gebėjimas tirpinti		Dispersijos gebėjimas			Valymo gebėjimas
	Kieta / proc	Piruvatas/(mmol/kg)	organinių rūgščių skilimo produktai/ proc	asfaltas/ proc	suodžių / proc	Užkirsti kelią suodžių adsorbcijai / proc	nuvalyti adsorbuotą suodžius / proc	Užkirsti kelią suodžių adsorbcijai veikiant elektriniam laukui / proc
Kalcio alkil salicilatas	0-3	37	——	30-60	10	10	2-4	90-100
Alkilo fenatas	3.6	32	30-70	30-50	20-30	——	3	90
Bario tiofosfatas	——	346	——	——	40	——	——	90
Kalcio alkil fenolio sulfidas	——	24	——	——	38	——	——	50
Magnio sulfonatas	——	——	70	——	90	——	——	20
Kalcio sulfonatas	6-10	20	60-100	70-90	100	34	6	10
Sukcinimidas	8-20	360	——	80-100	100	85	53	0

 

 

Pagrindinių ploviklių veikimo palyginimas

PREKĖ	Sklaida	Rūgščių neutralizavimas	Tirpinimas	Antikorozinis	Antioksidacija
Neutralus, bazinis sulfonatas	vidurio	vidurio	vidurio	taip	ne
Aukštos bazės sulfonatai	vidurio	aukštas	vidurio	taip	ne
Neutralus, bazinis fenatas	žemas	vidurio	žemas	ne	taip
Didelės bazės alkilfenatas	žemas	aukštas	žemas	ne	taip
Alkilsalicilatas	žemas	vidurio	žemas	ne	taip
Tiofosfatas	vidurio	vidurio	vidurio	ne	taip

 

Tepalų ploviklių tipai.

 

Pagal žaliavų šaltinį sulfonatiniai plovikliai gali būti skirstomi į:

• Naftos sulfonatas;
• Sintetinis sulfonatas.

 

Pagal bazinį skaičių sulfonatai skirstomi į:

• Neutralus sulfonatas;
• Vidurinis bazinis skaičius sulfonatas;
• didelio bazinio skaičiaus sulfonatas;
• Itin didelio bazinio skaičiaus sulfatas.

 

Pagal metalo tipą:

• kalcio sulfonatas;
• Magnio sulfonatas;
• natrio sulfonatas;
• ir ličio sulfonatas.

 

Sulfonatas

 

Kalcio sulfonatasyra dažniausiai naudojamas sulfonatinis ploviklis.

 

Dėl mažo pelenų kiekioMagnio sulfonatas, jis atitinka mažai pelenų turinčios tepalinės alyvos reikalavimus ir turi gerą atsparumą rūdims. Jis dažniausiai naudojamas aukštos kokybės benzininių variklių alyvoje ir gana lengva išlaikyti MS Ⅱ D rūdžių testą.

 

Kadangi bario druska yra sunkusis metalas ir yra toksiškas, jos panaudojimas vis rečiau irBario sulfonatasyra beveik visiškai pašalintas kaip tepalinės alyvos ploviklis. Tačiau bario sulfonatas puikiai apsaugo nuo rūdžių įvairių metalų ir yra tinkamas naudoti kaipAntikorozinis priedas.

 

Pernelyg didelis kalcio sulfonatas susidaro disperguojant bazės perteklių micelėse kalcio karbonato (CaCO3) pavidalu, kad susidarytų per didelis sulfonatas. Kalcio druskos (m), disperguotos kaip kalcio karbonatas, ir sulfonato (n) kalcio druskos santykis viršija 30:1.

 

Neutralūs arba žemos bazės sulfonatai geriau išsklaido suodžius ir kitas medžiagas, o per daug baziniai sulfonatai turi geresnę neutralizavimo savybę ir plovimą aukštoje temperatūroje.
Sulfonatas gali būti tvirtai adsorbuojamas ant geležies metalo paviršiaus, kad susidarytų nepralaidi apsauginė plėvelė, kuri užtikrina jogeras antikorozinis veikimas.

Palyginti su salicilatu ir fenatu, sulfonatas yra geresnis už salicilatą ir fenatą tirpinimo ir dispersijos požiūriu, tačiau esant atšiaurioms aukštos temperatūros sąlygoms, neutralizacijos greitis ir plovimas yra blogesni nei salicilato ir fenato.
Visų pirma, visisulfonatiniai priedai turi silpnas antioksidacines ir antikorozines savybes, irdidelės bazinės vertės sulfonatiniai priedai netgi skatina oksidaciją.
Siekiant kompensuoti antioksidacijos trūkumą, be įvairių aukšto ir žemo bazinių sulfonatų mišinio šiuolaikinėse variklinėse alyvose, svarbiau naudoti sulfonatus kartu su sieros alkilo druskomis, dispergentais ir antioksidantais bei antioksidantais. - korozijos priedai.

Paprastai sulfonatas turigeras aukštos temperatūros plovimas, stiprus neutralizavimo gebėjimas,geras atsparumas rūdims, irtam tikras dispersiškumas. Jo žaliavą lengva gauti, o kaina pigi. Galima maišyti su kitais priedais įvairioms vidaus degimo variklių alyvoms ruošti. Jis taip pat naudojamas jūrinių cilindrų ir variklių alyvoms.

 

Alkilfenatai ir sieros alkilfenatai

 

Alkilfeno ploviklis yra vienas iš variklinės alyvos ploviklių, pasirodžiusių XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio pabaigoje. Nuo pat pradžių iš šio tipo priedų buvo greitai gaminami įvairūs dariniai, tokie kaip sieros alkilfenatas, formaldehido kondensacinis alkilfenatas, amino formaldehido kondensacinis alkilfenatas.

Nuo šeštojo dešimtmečio, kuriant įvairius didelės galios dyzelinius variklius ir naudojant daug sieros turintį kurą, siekiant veiksmingai išspręsti padidėjusių anglies nuosėdų ant stūmoklių ir cilindrų įdėklų korozijos bei susidėvėjimo problemas, alkilfenolio plovikliai palaipsniui vystėsi link. aukštos bazės gaminiai su 200–250 TBN.

Dažniausiai naudojamos alkilfenolio druskos yra kalcio ir magnio druskos, o dažniausiai naudojamos kalcio druskos.
Tačiau gryno alkilfenato našumas yra prastas, o jį sunku metalizuoti, kad būtų pagaminti didelės bazės produktai, todėl sieros druskos alkilfenatas ir alkilfenatas atsiranda beveik vienu metu ir šiandien tampa plačiausiai naudojami pasaulyje. Jis turi platų rūšių asortimentą, o jo suvartojimas nusileidžia tik sulfonatams, o šarminiai fenatai sudaro trečdalį tepalų ploviklių priedų rinkos.

 

Pagal bazinį skaičių sieerinti alkilfenatai apima:

 

 

• Mažai bazinis sieringas alkilfenatas (TBN100);
• Vidutinės bazės sulfurintas alkilfenatas (TBN150);
• Didelės bazės sieros alkifenatas (TBN250);
• Itin didelės bazės sieros alkilfenato kalcio (TBN300).

 

 

Sulfurinto fenato savybės:

 

• Sulfurintas alkilfenatas lengvai disocijuojasi alyvos terpėje, todėl turi ypatingągeras neutralizavimo gebėjimasirpuikus antioksidacinis ir antikorozinissavybių.

• Sulfurintas alkilfenatas turi ypačgeras aukštos temperatūros plovimasir ypač efektyviai slopina anglies nuosėdas viršutiniame dyzelinio variklio alyvos žiedo griovelyje. Tai vienas iš nepakeičiamų dyzelinių variklių alyvos priedų;

• Sulfurintas alkilfenatas dėl jo plačiai naudojamas įvairių rūšių vidaus degimo variklių alyvojegeras šarmų sulaikymo ir vandens atskyrimo gebėjimas, ir vis dar yra vienas iš pagrindinių jūrinės tepalinės alyvos priedų.

 

Skirtumas tarp fenatinių ploviklių ir sulfonatų ploviklių:

 

Tiek didelės bazės sulfonatas, tiek didelės bazės alkilfenatas pasižymi geromis savybėmisrūgšties neutralizavimo gebėjimas.

Didelės bazės sulfonatas gali sumažinti tepalų antioksidacinį poveikį. Tačiau didelės bazės alkilfenatas turi antioksidacinių savybių.

 

Sulfurintas alkilfenatas yra maišomas su kitais plovikliais, dispergentais ir ZDDP ir yra plačiai naudojamas įvairiose vidaus degimo variklių alyvose, ypač dyzelinėse variklių alyvose su kompresoriumi, siekiant sumažinti anglies nuosėdas. Jis išlaiko gerą šarmingumą ir gerai naudojamas jūrinių cilindrų alyvoje, todėl buvo plačiai sukurtas Vakarų šalyse ir šiuo metu tapo vienu svarbiausių tepalų priedų.