Motor Yağlarındaki Deterjan Katkılarını Anlamak: Genel Bir Bakış

İçindekiler

İçten Yanmalı Motor Yağları İçin Deterjan Nedir?

Deterjanların İşlevleri

Asit Nötralizasyon Yeteneği

Deterjan Yeteneği

Dağılım

çözündürme

Ana Deterjanların Performans Karşılaştırması

Yağlayıcılar için deterjan türleri.

sülfonat

Alkil fenatlar ve sülfürize alkil fenatlar

 

İçten Yanmalı Motor Yağları İçin Deterjan Nedir?

 

 

Deterjan (İçten Yanmalı Motor Yağları için), motor parçalarını temizleyebilen ve motor parçalarını temiz tutabilen, istenmeyen katı parçacıkların motor yağında askıda kalmasına yardımcı olan bir kimyasaldır. Deterjanın dört işlevi vardır: asit nötrleştirme, temizleme, dispersiyon ve çözündürme.

Motor yağı formülasyonlarında, çoğu deterjan, oksidasyon veya yanma sırasında oluşan organik veya inorganik asitleri nötralize etmek için alkalin metal sabunları kullanır.

Deterjanlar genellikle şunlarla birleştirilir:dağıtıcılarVecesaretve esas olarak içten yanmalı motor yağlarında kullanılmaktadır.

 

• 1943'te Amerika Birleşik Devletleri, yağda çözünen yağ asitleri veya naftenik asitler gibi organik karboksilik asit metal sabunlarıyla eklenen dizel motor yağının, piston segmanı oluklarında artan karbon birikintileri sorununu çözebileceğini keşfetti. yağda çözünen metal sabun, suda çözünen bir sabuna benzer temizleme kabiliyetine sahiptir.
• Deterjan araştırmaları başladımetal sabunlar, yağ asitleri ve naftenik asit sabunları ile popüler oldu. Yağ asidi metal tuzlarının çoğu ve naftenik asit metal tuzları aynı zamanda yağlama yağının oksidasyon katalizörleri olduğundan, yağlama endüstrisinin gelişmesiyle bunların yerini sülfonatlar, fenatlar ve fosfatlar almıştır.
• Modern yağlayıcı katkı maddelerinde en popüler deterjanlar şunları içerir:sülfonatlar, Sülfürize Alkilfenatlar, fosfonottiolat, alkilsalisilatlarve Naftenatlar. Beş tip deterjan başlangıçta nötr tuzlarla uygulanır.
• 1940'ların sonlarında ve 1950'lerin başlarında, yüksek güçlü süperşarjlı dizel motorların artması ve kükürt içeren yakıtların artmasının yanı sıra deterjanların nötrleştirilmesinin daha fazla anlaşılmasıyla, insanlar gelişmeye başladı.baz deterjanlarVebaz üstü deterjanlar.
• 1950'lerin sonlarında, temel değeri 250 mg KOH/g olan deterjan ürünleri geliştirildi.
• Şu anda, yüksek baz numaralı ürünlerin miktarı modern yağlayıcı katkı maddelerinin çoğunu almaktadır ve baz değer 400~500mgKOH/g'a kadar çıkabilmektedir. Deterjanların yüzde 75'inden fazlası benzinli motor yağı ve dizel motor yağında kullanılıyor. Otomobil motor yağındaki deterjan dozu yüzde 3 ~ yüzde 15'e ulaşabilir ve deniz motoru yağındaki içerik daha da yüksek olacaktır. Deniz silindir yağları (TBN 100) yüzde 30'a varan katkı maddeleri içerir, bu katkı maddelerinin çoğu deterjanlardır.

 

 

Deterjanların İşlevleri

 

Asit Nötralizasyon Yeteneği
Çoğu deterjanın bir taban değeri vardır ve bazılarının da yüksek bir taban değeri vardır.Toplam Baz Sayısı (TBN), ve TBN, asitleri nötralize etme yeteneğini temsil eder. Farklı metal tuzları, farklı asit nötralizasyon yeteneklerine sahiptir.

Alkali sülfonat ve fosfat deterjanlar, güçlü asit-güçlü alkali tuzlardır ve deterjanın yalnızca aşırı alkali kısmı, yani karbonat ve hidroksit, Asit kabiliyetini nötralize edebilirken, nötr sülfonatlar ve fosfatlar sabunlardır ve asitleri nötralize etme yetenekleri yoktur. . Bununla birlikte, bazik karboksilatlar, salisilatlar ve fenatlar güçlü baz-zayıf asit tuzlarıdır ve bu da onları Lewis bazları yapar. Sadece aşırı alkali kısmı nötrleştirme özelliğine sahip değildir, aynı zamanda sabunun asidi nötralize etme özelliği vardır.

Yüksek baz değerli deterjanlar genellikle karbonatların (CaCO₃, baCO₃, MgCO₃, hayır₂CO₃, Li₂CO₃vb.) ve metal hidroksitler [Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, Mg (OH)₂, NaOH, LiOH] ve diğer süper parçacık halindeki kolloidler, nötr metal bazlı deterjanlarda dağılır.

Yüksek alkali rezervlerine sahip aşırı bazlı deterjanlar, yağlama yağı ve akaryakıtın oksidasyondan türetilen asitlerini sürekli olarak nötralize ederek daha fazla oksidatif yoğuşmayı önleyebilir ve böylece motordaki reçineli birikintileri azaltabilir. Aynı zamanda, kükürt içeren yakıtların yanmasından sonra oluşan kükürt oksidi de nötralize ederek yağlama yağının sülfonatlanmasını önleyebilir;

Ayrıca benzinin yanmasından sonra üretilen karboksilik asit, sülfürik asit, nitrik asit vb.

Bu inorganik asitlerin ve organik asitlerin nötralizasyonu sayesinde bu asidik maddelerin motorun metal aksamlarında korozyona uğraması engellenir ki bu özellikle yüksek kükürtlü yakıt kullanan dizel motor yağları ve deniz yağları için önemlidir.

 

Deterjan Yeteneği

Deterjan, yağda misel formundadır ve istenmeyen reçineli film ve karbon birikintileri üzerinde güçlü adsorpsiyona sahiptir. Pistona yapışan reçineli filmi ve karbon birikintisini yıkayabilir ve bunları yağda dağıtabilir.

Genel olarak, dağıtma özellikleri ne kadar güçlüyse, özellikler de o kadar güçlüdür.

 

Dağılım

Deterjan, kolloid ve karbon partikülleri gibi oluşan küçük katı partikülleri emebilir ve bunları yağda dağıtarak silindire yapışan veya çamura çöken büyük partiküller oluşturmak üzere topaklanmalarını önler.

 

çözündürme

Çözünme, başlangıçta yağda çözünmeyen sıvı çözünenlerin az miktarda yüzey aktif madde eklenmesi nedeniyle çözünmesi olgusudur.

Deterjanlar, hidroksil ve karbonil grupları içeren oksijen içeren bileşikleri, nitro içeren bileşikleri, çamuru, kurumu ve suyu çözebilen, genellikle yağda misel olarak dağılmış bazı yüzey aktif maddelerdir. Bu maddeler boya filmini oluşturan ara maddelerdir. Misellerin merkezinde çözünürler ve miselleri oluşturan katkı molekülleri tarafından çevrelenirler, böylece daha fazla oksidasyon ve yoğuşmayı önlerler ve boya filmlerinin ve karbon birikintilerinin oluşumunu azaltırlar. Aslında, tortu öncüllerinin deterjanlar tarafından çözündürülmesi, yani bu oldukça reaktif fonksiyonel grupları daha az aktif hale getirme, böylece tortulara dönüşmelerini önleme yeteneği, pek çok külsüz dağıtıcıdan çok daha az çözündürücüdür.

 

Temel olarak, deterjan aşağıdakilerden oluşur:Lipofilik Grup, Polar Grup ve Hidrofilik Grup.Aşağıdaki tablo olarak:

 

ÖĞE	Lipofilik Grup	Kutup Grubu	Hidrofilik Grup	Moleküler yapı
sülfonat	alkilaril	sülfonik asit grubu	Ca, Mg, Ba, Na
Alkilfenoller ve Sülfürize Alkilfenatlar	alkilaril	fenolik hidroksil	Ca, Ba
alkil salisilatlar	alkilaril	Salisilat	Ca, Mg, Ba
tiyofosfat	poliizobütilen n=17-20	fosforotiyoat veya fosforik asit	Ca, Ba

 

Ana deterjan ve dispersanların deterjan ve dispersiyon performansları

Yağ Katkıları	Çözündürme Yeteneği		Dağılma Yeteneği			Deterjan Yeteneği
	katı / yüzde	Piruvat/(mmol/kg)	organik asit bozunma ürünleri/yüzde	asfalt/yüzde	karbon siyahı / yüzde	Karbon siyahı adsorpsiyonunu önleme / yüzde	adsorbe edilen karbon siyahını / yüzdesini temizleyin	Elektrik alanı/yüzde altında karbon siyahı adsorpsiyonunu önleyin
kalsiyum alkil salisilat	0-3	37	——	30-60	10	10	2-4	90-100
alkil fenat	3.6	32	30-70	30-50	20-30	——	3	90
baryum tiyofosfat	——	346	——	——	40	——	——	90
kalsiyum alkil fenol sülfür	——	24	——	——	38	——	——	50
magnezyum sülfonat	——	——	70	——	90	——	——	20
kalsiyum sülfonat	6-10	20	60-100	70-90	100	34	6	10
Süksinimit	8-20	360	——	80-100	100	85	53	0

 

 

Ana Deterjanların Performans Karşılaştırması

ÖĞE	Dağılım	Asit nötralizasyonu	çözündürme	Pas tutmaz	Antioksidasyon
Nötr, Baz sülfonat	orta	orta	orta	Evet	HAYIR
Yüksek Bazlı sülfonatlar	orta	yüksek	orta	Evet	HAYIR
Nötr, Baz Fenat	Düşük	orta	Düşük	HAYIR	Evet
Yüksek Bazlı Alkil Fenat	Düşük	yüksek	Düşük	HAYIR	Evet
alkilsalisilat	Düşük	orta	Düşük	HAYIR	Evet
tiyofosfat	orta	orta	orta	HAYIR	Evet

 

Yağlayıcılar için deterjan türleri.

 

Hammadde kaynağına göre sülfonat deterjanlar şu şekilde ayrılabilir:

• Petrol Sülfonat;
• Sentetik Sülfonat.

 

Baz numarasına göre, sülfonatlar ayrılır:

• Nötr Sülfonat;
• Orta Baz Numaralı Sülfonat;
• Yüksek Baz Sayılı Sülfonat;
• Süper Yüksek Baz Numaralı Sülfonat.

 

Metal türüne göre:

• Kalsiyum Sülfonat;
• Magnezyum Sülfonat;
• Sodyum Sülfonat;
• ve Lityum Sülfonat.

 

sülfonat

 

Kalsiyum Sülfonaten çok kullanılan sülfonat deterjandır.

 

Düşük kül içeriği nedeniylemagnezyum sülfonat, düşük küllü yağlama yağı gereksinimlerini karşılar ve iyi pas direncine sahiptir. Çoğunlukla yüksek kaliteli benzinli motor yağında kullanılır ve MS Ⅱ D pas testini nispeten kolay geçer.

 

Baryum tuzu ağır bir metal olduğu ve toksik olduğu için uygulaması gittikçe azalmakta vebaryum sülfonatbir yağlama yağı deterjanı olarak neredeyse tamamen elimine edilir. Ancak Baryum Sülfonat, çeşitli metaller üzerinde mükemmel pas önleme performansına sahiptir vePas Önleyici Katkı.

 

Aşırı bazlı kalsiyum sülfonat, aşırı bazlı bir sülfonat oluşturmak üzere misellerdeki fazla bazın kalsiyum karbonat (CaCO3) şeklinde dağıtılmasıyla oluşturulur. Kalsiyum karbonat olarak dağılmış kalsiyum tuzunun (m) sülfonatın (n) kalsiyum tuzuna oranı 30:1'i aşıyor.

 

Nötr veya düşük bazlı sülfonatlar kurum ve diğer maddeler üzerinde daha iyi dağıtma etkisine sahipken, aşırı bazlı sülfonatlar daha iyi nötrleştirme kabiliyetine ve yüksek sıcaklıkta temizleme özelliğine sahiptir.
Sülfonat, geçirimsiz bir koruyucu film oluşturmak için demir metalinin yüzeyine sıkıca adsorbe edilebilir, bu da onuniyi pas önleme performansı.

Salisilat ve fenat ile karşılaştırıldığında sülfonat, çözünme ve dağılma açısından salisilat ve fenattan daha iyidir, ancak sert yüksek sıcaklık koşulları altında nötralizasyon hızı ve temizleme gücü salisilat ve fenattan daha kötüdür.
özellikle, tümsülfonat katkı maddeleri zayıf oksidasyon önleyici ve korozyon önleyici özelliklere sahiptir, Veyüksek temel değerli sülfonat katkı maddeleri oksidasyonu bile destekler.
Anti-oksidasyon eksikliğini gidermek için, modern motor yağlarında farklı yüksek ve düşük bazlı sülfonatların birleştirilmesinin yanı sıra, sülfonatların kükürtlü alkil tuzları, dağıtıcılar ve antioksidanlar ve anti-oksidanlar ile kombinasyon halinde kullanılması daha önemlidir. -korozyon katkı maddeleri.

Genel olarak, sülfonat vardıriyi yüksek sıcaklıkta deterjan, güçlü nötrleştirme yeteneği,iyi pas direnci, Vebiraz dağılabilirlik. Ham maddesinin elde edilmesi kolay ve fiyatı ucuzdur. Çeşitli içten yanmalı motor yağları hazırlamak için diğer katkı maddeleri ile birleştirilebilir. Deniz silindir ve motor yağları için de kullanılır.

 

Alkil fenatlar ve sülfürize alkil fenatlar

 

Alkilfenplte deterjan, 1930'ların sonunda ortaya çıkan motor yağı deterjanlarından biridir. Başından beri, bu tip katkı maddesi hızla kükürtlü alkilfenat, formaldehit yoğuşmalı alkilfenat, Amin formaldehit yoğuşmalı alkil fenat gibi çeşitli türevlere dönüştürüldü.

1950'lerden bu yana, çeşitli yüksek güçlü dizel motorların geliştirilmesi ve yüksek kükürtlü yakıtların uygulanmasıyla, pistonlarda artan karbon birikintileri ve silindir gömleklerinin aşınması ve aşınması sorunlarını etkili bir şekilde çözmek için, alkilfenol deterjanlar kademeli olarak gelişmiştir. TBN 200~250 ile yüksek baz ürünler.

En sık kullanılan alkilfenol tuzları kalsiyum tuzları ve magnezyum tuzları, en yaygın kullanılanları da kalsiyum tuzlarıdır.
Bununla birlikte, saf alkil fenatın performansı zayıftır ve yüksek bazik ürünler üretmek için metalize etmek zordur, bu nedenle Sülfürize Tuzlu Alkil Fenat ve alkil fenat neredeyse aynı anda ortaya çıkar ve bugün dünyada en yaygın kullanılanlar haline gelir. Geniş bir tür yelpazesine sahiptir ve tüketimi sülfonatlardan sonra ikinci sıradadır ve alkali fenatlar, yağlayıcı deterjan katkı pazarının üçte birini oluşturur.

 

Baz numarasına göre, sülfürize alkil fenatlar şunları içerir:

 

 

• Düşük bazlı kükürtlü alkil fenat (TBN100);
• Orta baz kükürtlü alkil fenat (TBN150);
• Yüksek bazlı sülfürize Alkifenat (TBN250);
• Süper yüksek baz kükürtlü alkil fenat kalsiyum (TBN300).

 

 

Sülfürize fenatın özellikleri:

 

• Sülfürize alkilfenatın yağ ortamında ayrışması kolaydır, bu nedenle özellikleiyi nötralizasyon yeteneğiVemükemmel anti-oksidasyon ve anti-korozyonözellikler.

• Sülfürize alkilfenat özellikleiyi yüksek sıcaklıkta deterjanve süperşarjlı dizel motor yağının üst halka oluğundaki karbon birikintilerini bastırmada özellikle etkilidir. Süperşarjlı dizel motor yağının vazgeçilmez katkı maddelerinden biridir;

• Sülfürize alkilfenat, çeşitli derecelerde içten yanmalı motor yağında yaygın olarak kullanılmaktadır.iyi alkali tutma ve su ayırma yeteneği, ve hala deniz yağlama yağının ana katkı maddelerinden biridir.

 

Fenat Deterjanlar ve Sülfonat Deterjanlar arasındaki fark:

 

Hem yüksek bazlı sülfonat hem de yüksek bazlı alkil fenat iyiasit nötralizasyon yeteneği.

Yüksek bazlı sülfonat, Yağlayıcılardaki antioksidan performansı azaltabilir. Ancak yüksek bazlı alkil fenat, antioksidan özelliklere sahiptir.

 

Sülfürize alkilfenat, diğer deterjanlar, dağıtıcılar ve ZDDP ile birleştirilir ve karbon birikintilerini azaltmak için çeşitli içten yanmalı motor yağlarında, özellikle süper şarjlı dizel motor yağlarında yaygın olarak kullanılır. İyi bir alkalinite sağlar ve deniz silindir yağında iyi kullanılır, bu nedenle Batı ülkelerinde geniş ölçekte geliştirilmiştir ve şu anda en önemli yağlayıcı katkı maddelerinden biri haline gelmiştir.