Vorbereitung, Charakterisierung und Bewertung einiger aschefreier Detergens-/Dispergiermittelzusätze für die Schmierung von Motoröl
Schmieröle spielen sowohl in häuslichen als auch in industriellen Prozessen eine entscheidende Rolle. Die richtige Anwendung von Schmiermitteln erhöht die Lebensdauer und Effizienz von Maschinen und senkt die langfristigen Kosten in Bezug auf Energieverbrauch, Wartungsaufwand und niedrigere Betriebstemperaturen [1–3].
Die Hauptfunktion eines Schmiermittels besteht darin, eine Filmbarriere zwischen beweglichen mechanischen Teilen zu schaffen, um Reibung und Verschleiß zu reduzieren. Es fungiert auch als Kühlmittel, unterdrückt die Bildung schädlicher Ablagerungen und kontrolliert Korrosion/Oxidation. Da das Grundöl allein diese anspruchsvollen Anforderungen nur schwer erfüllen kann, werden der Schmierstoffformulierung leistungssteigernde Additive in maßgeschneiderten Formulierungen zugesetzt [4, 5].
Ichchn den 1950er Jahren wurde eine neue Art von Additiv, ein nichtmetallisches oder „aschefreies“ Dispergiermittel, eingeführt, um Motoren sauber zu halten. Bei diesem als Succinimid-Dispergiermittel bekannten Produkt handelte es sich um eine Polyisobutenylgruppe mit relativ hohem Molekulargewicht, die an eine polare Endgruppe gebunden war [6].
Organische Spezies in Mineralölen und Schmiermitteln unterliegen einer Zersetzung durch Oxidation, insbesondere bei hohen Temperaturen und in Gegenwart von Luft oder Metall. Eine solche Verschlechterung führt oft zur Bildung unlöslicher Ablagerungen oder Schlamm und zu einem Anstieg der Viskosität während des Gebrauchs. Um diese Probleme zu vermeiden, müssen Schmierstoffe über eine hervorragende Oxidationsstabilität verfügen [7].
Detergentien und Dispergiermittel, oft auch als DD- oder HD-Additive (Heavy Duty) bezeichnet, sind für die Entwicklung moderner Motorenöle für Benzin- und Diesel-Verbrennungsmotoren unverzichtbar. Durch die hohen Temperaturen und den zusätzlichen Einfluss aggressiver Treibgase des Verbrennungsprozesses sind diese Schmierstoffe besonders starken Belastungen ausgesetzt [8, 9].
Die ursprüngliche Definition von Detergenzien bezieht sich auf ihre Reinigungseigenschaften, die den Detergenzien in Waschmitteln ähneln, obwohl ihre Funktion offenbar eher darin besteht, Partikel wie Abrieb und Rußpartikel zu dispergieren, als vorhandenen Schmutz zu entfernen [10].
Die Schlüsselfunktion eines Dispergiermittels in einer Ichndustrie- oder Kfz-Schmiermittelformulierung besteht darin, die Ölverdickung zu reduzieren, die durch die Ansammlung und Agglomeration von Rußpartikeln verursacht wird.
Ichchn der vorliegenden Arbeit wurden zwei propoxylierte Amine durch Reaktion von Propylenoxid mit (Triethylentetramin und Tetraethylenpentamin) hergestellt. Anschließend wurden verschiedene Verbindungen durch Reaktion vorbereiteter propoxylierter Amine mit drei verschiedenen organischen Säuren (Stearinsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure und Di-) synthetisiert.n-butyldithio phosphoric acid), wo 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.
Synthese propoxylierter Amine
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.
Reaktion propoxylierter Amine mit verschiedenen organischen Säuren
Die Reaktion wurde in einem Dreirundkolben durchgeführt, der mit einem mechanischen Rührer, einem effizienten Kühler und einem Thermometer ausgestattet war. Ichn den Kolben wurden ein Mol der hergestellten propoxylierten Amine und ein Mol verschiedener organischer Säuren (Stearinsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure und Di-) gegeben.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.
Charakterisierung der hergestellten Verbindungen
Ichchnfrarotspektroskopische Analyse
Die hergestellten Verbindungen wurden mittels FT-IchR charakterisiert. Spektrometermodelltyp „Nicolet iS10 FT-IchR Spectrometer“, hergestellt in den USA.
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.
Bestimmung von Molekulargewichten
Die Molekulargewichte der hergestellten Verbindungen wurden mit dem Agilent (Gelpermeationschromatographie) GPC-Wassermodell 600E bestimmt.
Protonen-Magnetresonanzanalyse
The prepared compounds were characterized by 1H NMR spectroscopy. Using 1H NMR type (300 M.Hs. spectrophotometer W–P-300, Bruker).
Löslichkeitstest
The solubility of the prepared compounds was investigated by dissolving the compounds in free additive base oil (SAE 30) from “Cooperation Company for petroleum.” Ichn 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.
Bewertung der hergestellten Verbindungen als Schmieröladditive
Als Antioxidantien
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 Ichndiana 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:
Variation des Viskositätsverhältnisses V/V o
Die Variation des Viskositätsverhältnisses (V/V o) wurde mit der IchP 48/86-Methode bestimmt, wobei: V = kinematic viscosity at 40 °C of sample after oxidation.
V o = kinematic viscosity at 40 °C of sample before oxidation.
Die hergestellten Verbindungen wurden mit dem in den USA hergestellten Koehler-Laborbad Modell K2337800000 bewertet.
Änderung der Gesamtsäurezahl (ΔTAN)
Die Änderung wurde gemäß der IchP-Methode 177/83 berechnet
$$ \Delta {\text{TAN}} = \left( {{\text{Gesamtsäurezahl der Probe nach der Oxidation }}{-}{\text{Gesamtsäurezahl der Probe vor der Oxidation}}} \right). $$
Die hergestellten Verbindungen wurden mit der in Frankreich hergestellten potentiometrischen Titrations-Workstation (Mono-Bürette) „TitraLab 960“ bewertet.
Optische Dichte mit Ichnfrarottechniken
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
$$ A\,{ = } \,{ \log }Ichch{ / }Icho, $$
wo Ichchch is % transmittance of the oil after oxidation and Icho is the transmittance of the oil before oxidation.
Als Detergentien/Dispergiermittel
Spot-Methode [11, 12]
Drops were taken from the samples being oxidized in the Ichndiana 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:
$$ {\text{\% Dispersanz = }}\frac{\text{Durchmesser des schwarzen Flecks}}{\text{Durchmesser des gesamten Flecks}} \times { 100}. $$
Die Effizienz von Dispergiermitteln wurde wie folgt klassifiziert:
Up to 30 %: no dispersancy.
30–50 %: medium dispersancy.
50–60 %: good dispersancy.
60–70 %: very good dispersancy.
Above 70 %: excellent dispersancy.
Bestimmung von Schlamm [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.
$$ {\text{\% Schlamm = }}\frac{\text{Gewicht der Probe nach der Zentrifuge}}{\text{Gewicht der Probe}}{\text{X 100}}. $$
Bestimmung der potenziellen Detergens-Dispersant-Effizienz (PDDE) [14]
Die Detergens-/Dispergiermitteleffizienz der Additive wurde mit zwei Methoden gemessen: Wascheffizienz und Detergensindex. Die Wascheffizienz wird mittels Dünnschichtchromatographie gemessen. Ziel ist es zu bewerten, wie wirksam die Additive bei der Entfernung der Verunreinigungen von der Oberfläche sind. Die verschiedenen Additive bringen den Ruß je nach Wascheffizienz des Additivs in unterschiedlichen Höhen auf das Papier. Die Wascheffizienz wird in Millimetern zwischen dem Punkt, an dem die Suspension aufgetragen wurde, und der Höhe, an der das Öl die Suspension mit dem Heptan bringt, gemessen. Der Detergensindex charakterisiert die Dispersionsstabilisierungseffizienz des Additivs und damit, wie es die Verunreinigungen in einer dispergierten Phase hält. Der Test basiert auf Zentrifugation.
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
$$ {\text{PDDE}} = \frac{{{\text{DIch}} + {\text{WE}}}}{225} \times 100, $$
wo DIch is the detergent index (%), WE is the washing efficiency (mm), 225 is the maximum value of DIch + WE (DIchmax = 100, WEmax = 125).
Synthese propoxylierter Amine
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.
Reaktion propoxylierter Amine mit verschiedenen organischen Säuren
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.
Bewertung der hergestellten Verbindungen
Als Antioxidantien
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 Ichchch/Ichchch o), Gesamtsäurezahl (ΔTAN) und Viskositätsverhältnis (V/V o) nimmt mit zunehmender Anzahl von NH-Gruppen im Aminmolekül ab, sodass die aus Tetraethylenpentamin (B1–B3) hergestellten Additive als Antioxidantien wirksamer sind als die aus Triethylentetramin hergestellten Additive. Das Vorhandensein einer Aminogruppe in der Struktur der hergestellten Verbindungen neutralisiert einige der sauren Produkte der Schmieröloxidation [15]. Es wurde festgestellt, dass Verbindung B3 das beste Schmieröl-Antioxidans ist, gefolgt von B2 und Verbindung B1. Die Effizienz der hergestellten Verbindung B3 im Vergleich zu den anderen liegt darin begründet, dass sie Aminogruppen und auch Di-n-butyldithiophosphorsäure enthält, die antioxidativen Charakter haben.
Wirkung der verwendeten unterschiedlichen Säuren
The results of additives of different acid products are given in Figs. 3, 4, 5, 6, 7, and 8. Icht 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.
Als Detergenzien/Dispergiermittel
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].
Ichcht 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. Icht 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.
Bestimmung von Schlamm
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.
Bestimmung der potenziellen Detergens-Dispersant-Effizienz (PDDE)
Ichcht 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.
Ichcht was also confirmed that the polar group (NH and OH) of the prepared additives has an active role in the mechanism of detergent action.
Synergismus und Antagonismus von B3 mit Zinkdialkyldithiophosphat
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. Icht was found that the prepared additive B3 has synergistic effect with zinc dialkyldithiophosphate and increases its efficiency as an antioxidant.
Verwendung der Spot-Methode
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.
Bestimmung von Schlamm
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.
Entschäumer, Dispergiermittel und Reinigungsmittel in Schmiermitteln: Ein vollständiger Leitfaden
Additive können Öle mit ihren Eigenschaften verstärken, unterdrücken oder ihnen neue Eigenschaften verleihen. Entschäumer, Dispergiermittel und Reinigungsmittel sind keine Ausnahmen. Dieses Additivtrio ist in den meisten fertigen Schmiermitteln enthalten, wenn auch in unterschiedlichen Verhältnissen.
Lassen Sie uns die Hauptunterschiede zwischen diesen dreien besprechen, warum jeder so wichtig ist und wie man sein Vorhandensein bestätigen kann.
Was ist der Unterschied?
Obwohl es sich bei allen um Additive handelt (die mit dem Buchstaben D beginnen), sind ihre Funktionen deutlich unterschiedlich. Sie alle schützen das Öl vor verschiedenen Arten von Verunreinigungen.
Entschäumer reduzieren beispielsweise die Luftblasen im Öl. Gleichzeitig halten Reinigungsmittel die Metalloberflächen sauber und Dispergiermittel kapseln die Verunreinigungen ein, sodass sie im Schmierstoff suspendiert werden.1 Dies ist in Abbildung 1 dargestellt.
Von unserem letzten Artikel an Schmierstoffzusätze – Ein umfassender Leitfaden. Hier finden Sie einige detaillierte Beschreibungen der Funktionsweise jedes dieser Zusatzstoffe.
Entschäumer
Wenn sich im Schmiermittel Schaum bildet, werden winzige Luftbläschen entweder an der Oberfläche oder im Ichnneren eingeschlossen (sogenannter Ichnnenschaum). Entschäumer wirken, indem sie an der Schaumblase adsorbieren und die Oberflächenspannung der Blase beeinflussen. Dadurch kommt es zur Koaleszenz und zum Platzen der Blase auf der Schmierstoffoberfläche1.
Für den sich an der Oberfläche bildenden Schaum, den sogenannten Oberflächenschaum, werden Entschäumer mit einer geringeren Oberflächenspannung eingesetzt. Sie sind in der Regel nicht im Grundöl löslich und müssen fein dispergiert sein, um auch nach längerer Lagerung oder Verwendung ausreichend stabil zu sein.
Andererseits kann der Ichnnenschaum, bei dem es sich um fein verteilte Luftbläschen im Schmierstoff handelt, stabile Dispersionen bilden. Herkömmliche Entschäumer sollen den Oberflächenschaum kontrollieren, aber den Ichnnenschaum stabilisieren2.
Dispergiermittel
Andererseits sind Dispergiermittel auch polar und halten Verunreinigungen und unlösliche Ölbestandteile im Schmierstoff suspendiert. Sie minimieren die Partikelagglomeration, was wiederum die Viskosität des Öls aufrechterhält (im Vergleich zur Partikelkoaleszierung, die zu einer Verdickung führt). Ichm Gegensatz zu Detergenzien gelten Dispergiermittel als aschefrei. Sie arbeiten typischerweise bei niedrigen Betriebstemperaturen.
Reinigungsmittel
Reinigungsmittel 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.
Sind Entschäumer notwendig?
Entschäumer, 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.
Wenn Schaum in das Öl eindringt, kann dies dessen Fähigkeit zur ausreichenden Oberflächenschmierung beeinträchtigen. Dies kann zu oberflächlichem Verschleiß und damit zu Schäden an der Anlage führen.
Viele Öle benötigen Entschäumer, um je nach Anwendung unterschiedliche Funktionen und in unterschiedlichen Verhältnissen zu erfüllen. Ichn Automatikgetriebeflüssigkeiten (ATFs) werden Entschäumungsmittel normalerweise in Konzentrationen von 50–400 ppm benötigt, um übermäßige Schaumbildung und Lufteinschlüsse zu verhindern3. Für Schaltgetriebeöle und Achsschmierstoffe sind dagegen Entschäumer in etwas geringeren Konzentrationen erforderlich, nämlich zwischen 50 und 300 ppm.
Allerdings müssen OEMs diese Konzentrationen überprüfen. Ichst die Konzentration der Entschäumer zu hoch, kann dies sogar zu einer verstärkten Schaumbildung führen. Darüber hinaus müssen Entschäumer im richtigen Verhältnis zu den anderen Additivpaketen stehen, um sicherzustellen, dass sie keine negative Wirkung auf ein anderes Additiv haben.
Es gibt zwei Haupttypen von Entschäumern: Silikonentschäumer und silikonfreie Entschäumer. Silikonentschäumer gelten als die wirksamsten Entschäumer, insbesondere bei geringen Konzentrationen von etwa 1 %. Diese Entschäumungsmittel werden typischerweise in aromatischen Lösungsmitteln vorgelöst, um eine stabile Dispersion zu gewährleisten.
Mit Silikonentschäumern sind jedoch zwei erhebliche Nachteile verbunden. Aufgrund ihrer Unlöslichkeit können sie leicht aus dem Öl austreten und haben eine starke Affinität zu polaren Metalloberflächen.
Andererseits sind silikonfreie Entschäumer eine weitere Alternative, insbesondere für Anwendungen, die silikonfreie Schmierstoffe erfordern. Zu diesen Anwendungen gehören Metallbearbeitungsflüssigkeiten und Hydraulikflüssigkeiten, die ähnlich wie silikonfreie Flüssigkeiten verwendet werden, und sogar solche, die beim Auftragen von Farben oder Lacken auf diese Teile zum Einsatz kommen.
Zu den silikonfreien Entschäumern gehören Polyethylenglykole (PEG), Polyether, Polymethacrylate und organische Copolymere. Tributylphosphat ist auch eine weitere Option für Entschäumer4.
Warum sind Dispergiermittel wichtig?
Sehr oft werden Detergentien und Dispergiermittel in Gruppen zusammengefasst, vor allem weil sich ihre Funktionen ergänzen können. Wie oben erwähnt, besteht der wesentliche Unterschied darin, dass Dispergiermittel aschefrei sind, während Detergenzien eher metallhaltige Verbindungen sind.
Allerdings bieten einige aschefreie Dispergiermittel auch „reinigende“ Eigenschaften, sodass sich beide nicht gegenseitig ausschließen.
Ein großer oleophiler Kohlenwasserstoffschwanz und eine polare hydrophile Kopfgruppe können Detergenzien und Dispergiermittel kategorisieren. Typischerweise löst sich der Schwanz in der Grundflüssigkeit auf, während der Kopf von den Verunreinigungen im Schmiermittel angezogen wird.
Dispergiermittelmoleküle umhüllen die festen Verunreinigungen und bilden Mizellen, und die unpolaren Schwänze verhindern die Anhaftung dieser Partikel an den Metalloberflächen, sodass sie zu größeren Partikeln agglomerieren und suspendiert erscheinen.
Aschefreie Dispergiermittel sind per Definition solche, die kein Metall enthalten und typischerweise aus Kohlenwasserstoffpolymeren abgeleitet sind, wobei Polybutene (PIchBs) am beliebtesten sind.
Beispielsweise sind Dispergiermittel typischerweise in Konzentrationen von 2–6 % in ATFs erforderlich und werden verwendet, um die Sauberkeit aufrechtzuerhalten, Schlamm zu verteilen und Reibung und Verschleiß zu reduzieren3. Diese Werte in Schaltgetriebeflüssigkeiten und Achsschmiermitteln variieren zwischen 1 und 4 %.
Reinigen Reinigungsmittel wirklich?
Traditionell erhielten Waschmittel ihren Namen, weil man davon ausging, dass sie dem Öl ähnlich wie Waschmittel reinigende Eigenschaften verleihen. Diese metallhaltigen Verbindungen stellen jedoch auch eine alkalische Reserve bereit, die zur Neutralisierung saurer Verbrennungs- und Oxidationsnebenprodukte verwendet wird.
Aufgrund ihrer Beschaffenheit dispergieren diese Verbindungen Partikel wie Abrieb- und Rußpartikel, anstatt sie zu entfernen (in einer Reinigungswirkung). Es gibt vier Haupttypen von Reinigungsmitteln: Phenate, Salicylate, Thiophosphate und Sulfonate4.
Calciumphenolate sind die häufigste Phenatart. Sie entstehen durch die Synthese alkylierter Phenole mit elementarem Schwefel oder Schwefelchlorid und anschließender Neutralisation mit Metalloxiden oder -hydroxiden. Diese Calciumphenolate haben gute Dispergiereigenschaften und besitzen ein größeres Säureneutralisationspotential.
Salicylate haben zusätzliche antioxidative Eigenschaften und eine nachgewiesene Wirksamkeit in Dieselmotorölformulierungen. Sie werden durch Carboxylierung alkylierter Phenole mit anschließender Metathese in zweiwertige Metallsalze hergestellt. Diese Produkte werden dann mit überschüssigem Metallcarbonat überalkalisiert, um hochbasische Reinigungsmittel zu bilden.
Thiophosphonate werden heute nur noch selten verwendet, da es sich um ein überbasisches Produkt handelt.
Sulfonate verfügen im Allgemeinen über hervorragende Korrosionsschutzeigenschaften. Die neutralen (oder überalkalisierten) Sulfonate verfügen über ein hervorragendes Reinigungs- und Neutralisierungspotenzial. Diese neutralen Sulfonate werden typischerweise mit kolloidal dispergierten Metalloxiden oder -hydroxiden gebildet.
Calciumsulfonate sind relativ günstig und haben eine gute Leistung. Andererseits weisen Magnesiumsulfonate hervorragende Korrosionsschutzeigenschaften auf, können jedoch nach thermischem Abbau harte Ascheablagerungen bilden, die zum Polieren der Bohrungen in Motoren führen. Bariumsulfonate werden aufgrund ihrer toxischen Eigenschaften nicht verwendet.
Reinigungsmittel 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!
Was passiert, wenn diese Zusatzstoffe aufgebraucht sind?
Bei den drei Zusatzstoffen, über die wir zuvor gesprochen haben, ist jeder auf die eine oder andere Weise Opfer.
Entschäumer 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.
Ichchn 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.
Daraus lässt sich schließen, dass diese Additive mit der Zeit aufgebraucht werden, auch wenn sie das Öl möglicherweise nicht physikalisch verlassen haben, sondern nun in einer anderen Form vorliegen.
Die Entlüftungseigenschaften des Öls werden durch den Verlust von Entschäumungsmitteln beeinträchtigt. Dieser Wert wird deutlich ansteigen, was darauf hindeutet, dass es länger dauert, bis Luft aus dem Öl freigesetzt wird. Daher verbleibt die Luft im Öl entweder in freiem, gelöstem, mitgerissenem oder schaumigem Zustand.
Dies beeinträchtigt folglich die Fähigkeit des Öls, die Komponenten ordnungsgemäß zu schmieren, und kann sogar zu Mikrodieselbildung und erhöhten Öltemperaturen in der Ölwanne führen.
Andererseits nimmt mit der Reduzierung der Detergentien und Dispergiermittel auch die Fähigkeit des Öls ab, Verunreinigungen festzuhalten.
Daher wird man feststellen, dass sich im Ichnneren der Geräte Ablagerungen bilden können, die zum Festsitzen von Ventilen (insbesondere in hydraulischen Systemen) oder zu einem allgemeinen Anstieg der Systemtemperatur führen können, da diese Ablagerungen Wärme speichern können.
Bei erhöhter Temperatur kann das Öl zu oxidieren beginnen, was zur Bildung weiterer Ablagerungen und möglicherweise sogar zur Bildung von Lack führt.
Ichm Wesentlichen sind diese Zusätze für die Gesundheit des Öls in Ichhrem System von entscheidender Bedeutung. Die Reinigungs- und Dispergiermittel können dabei helfen, Ichhr System sauber (frei von Verunreinigungen wie Ruß) zu halten.
Die Entschäumer können sogar das Risiko von Verschleiß, erhöhten Temperaturen im Schmiersystem, der Möglichkeit der Lackbildung oder der Möglichkeit von Mikrodieselung verringern.
