Yağlayıcılar için Viskozite İndeksi İyileştiricilerine Genel Giriş

Bu makalenin içeriği.

Viskozite Kontrol Katkı Maddelerinin İsimleri - İnsanlar Bu Kimyasalı Nasıl Adlandırıyor?

Viskozite İyileştiricinin Baş Tarihçesi

Viskozite İndeksi İyileştiricileri Neden Bu Kadar Önemli? - Yağlayıcılarda Viskozite İndeksi İyileştiricilerinin (VII) Değeri.

Yağlayıcıların Viskozite-Sıcaklık Performansını Artırın

Enerji Tüketimini Azaltın, Aşınmayı En Aza İndirin ve Makinelerdeki Sürtünmeyi Azaltın

Yağlayıcı Ürünlerini Basitleştirin

Yüksek viskoziteli yağlama yağlarının üretimini artırır

Viskozite İndeksi İyileştiricisinin Performansı

Kayma Dayanımı

Kalınlaştırma Yeteneği

Termal/Oksidatif Kararlılık

Düşük Sıcaklık Performansı

Yüksek sıcaklık, yüksek kesme hızı (HTHS)

Tipik Viskozite İndeksi İyileştiricileri

Yaygın Olarak Kullanılan Çeşitli Viskozite İndeksi İyileştiricilerinin Özelliklerinin Karşılaştırılması (VII)

 

 

Yağlama yağının viskozitesi sıcaklığın artmasıyla azalır veViskozite İndeksi (VI)sıcaklıkla viskozite değişiminin derecesini ölçen bir göstergedir. Yağın VI'sı ne kadar yüksek olursa, viskozite derecesinin sıcaklıkla değişimi o kadar küçük olur. Genel olarak, mineral yağın (parafin bazlı) viskozite indeksi genellikle 96-120 olup, mükemmel Viskozite - sıcaklık Özelliklerine sahip Çok Dereceli İçten Yanmalı Motor (ICE veya IC motor) Yağı ve diğer yüksek Viskozite İndeksli Endüstriyel Yağlayıcılar hazırlamak için gereklidir. Viskozite İndeksi İyileştiricisi (VII) eklemek veya sentetik baz yağ kullanmak için.

Viskozite Kontrol Katkı Maddelerinin İsimleri- İnsanlar Bu Kimyasala Nasıl Ad Veriyor?

 

Viskozite kontrol katkı maddeleri ayrıca aşağıdakiler de dahil olmak üzere başka isimlerle de bilinir:

• Viskozite Değiştiriciler (VM)
• Viskozite İndeksi İyileştiricileri (VII)
• Viskozite İyileştiriciler
• Kıvamlaştırıcı Ajanlar
• Kıvamlaştırıcı Katkılar
• Viskozite Stabilizatörleri
• Viskozite Artırıcılar

 

Bu terimler, farklı çalışma koşulları altında yağlayıcıların viskozitesini kontrol etmeye yardımcı olan katkı maddelerini belirtmek için sıklıkla birbirinin yerine kullanılır.

 

Viskozite İyileştiricinin Baş Tarihçesi

 

• 1930'ların başlarında Yüksek Moleküler Bileşik, viskozite-sıcaklık performansını iyileştirmek için hidrolik yağı ve top dişli yağı için kullanıldı.
• Poliizobütilen (PIB)Geliştirilen ilk VII'lerden biridir. 1930'larda Standard Oil Company'deki (şu anda ExxonMobil) araştırmacılar, daha iyi VI iyileştirme özelliklerine sahip, yüksek moleküler ağırlıklı PIB üretmek için bir süreç geliştirdiler.
• Polimetakrilat, (PMA)İlk olarak 1950'lerde sentetik kauçuğun yerine geçen bir madde olarak geliştirildi. 1970'lerde araştırmacılar PMA'ların yağlayıcılarda VII olarak kullanımını araştırmaya başladı. PMA'ların mükemmel kayma stabilitesine, iyi düşük sıcaklık performansına ve oksidasyona karşı dirence sahip olduğunu buldular.
• Etilen Propilen Kopolimer (EPC)veyaOlefin Kopolimerleri (OCP)ilk olarak 1960'larda, o zamanlar baskın VII olan poliizobütilenin (PIB) yerine geçmek üzere geliştirildi. OCP'ler alfa-olefinlerin ve etilen ve propilen gibi diğer monomerlerin kopolimerleridir. 1970'li ve 1980'li yıllarda OCP, motor yağları ve diğer yağlayıcıların üretiminde yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Düşük sıcaklık performansını artırmak için kullanıldıkları Kuzey Amerika'da özellikle popülerdi.
• 20. yüzyıl 70'ler: Shell Chemical geliştirildiStiren-izopren Polimerleriİyi kesme stabiliteleri ve düşük sıcaklık performansları ile bilinen bu maddeler, otomotiv motor yağları için viskozite indeksi iyileştiricilerinde yaygın olarak kullanılmalarını sağlar.

 

Bu polimer bileşiklere Kıvam Arttırıcı Katkı Maddeleri veya Viskozite İndeksi İyileştiricileri adı verilir.

 

Örneğin, PMA'nın mineral yağa eklenmesi, özellikle yüksek sıcaklıklarda viskozitesini etkili bir şekilde arttırabilir. Bu bileşiğe, yağın Viskozite-Sıcaklık Performansını etkileme yeteneği nedeniyle yaygın olarak Viskozite İyileştiricisi adı verilir. Spesifik olarak yağın viskozite indeksini arttırır, bu nedenle Viskozite İndeksi İyileştiricisi olarak da bilinir.

 

Çok dereceli yağlayıcıların hızlı gelişimi nedeniyle Viskozite İndeksi İyileştiricilerinin pazar payı artıyor. Çok dereceli motor yağları, geniş bir sıcaklık aralığında performanslarını korumak için geliştirilmiş bir viskozite indeksine ihtiyaç duyar. Sonuç olarak, viskozite indeksi iyileştiricileri yağlama endüstrisinde vazgeçilmez hale geldi. İstatistiklere göre bu VII, toplam yağlayıcı katkı maddesi tüketiminin yaklaşık %22,5'ini oluşturuyor.

 

Viskozite İndeksi İyileştiricileri Neden Bu Kadar Önemli? - Yağlayıcılarda Viskozite İndeksi İyileştiricilerinin (VII) Değeri.

 

Yağlayıcıların Viskozite-Sıcaklık Performansını Artırın

 

Viskozite İndeksi İyileştiricilerinin (VII) kullanılmasının en önemli nedenlerinden biri Katkı maddelerinin çok değerli olmasının nedeni, yağlayıcıların viskozite-sıcaklık performansını iyileştirmeleridir. Motor yağları, dişli yağları ve hidrolik yağlar gibi VII katkılı yağlayıcılar,düşük sıcaklıkta iyi performans ve yüksek sıcaklıkta yağlamaMakinelerin düzgün çalışmasını ve korunmasını sağlamak için gereklidir. Ek olarak VII katkılı yağlayıcılarÇoklu viskozite derecelerinin gereksinimlerini karşılayınBu da onları çok yönlü ve yıl boyunca farklı uygulamalarda ve koşullarda kullanıma uygun hale getiriyor.

 

Enerji Tüketimini Azaltın, Aşınmayı En Aza İndirin ve Makinelerdeki Sürtünmeyi Azaltın

 

Viskozite indeksi iyileştiricileri enerji tüketimini azaltmada, aşınmayı en aza indirmede ve makinelerdeki sürtünmeyi azaltmada çok önemli bir rol oynar. Tek dereceli yağlayıcılarla karşılaştırıldığında, viskozite indeksi iyileştiricileriyle formüle edilmiş çok dereceli yağlayıcılar daha az yağlayıcı ve akaryakıt tüketerek mekanik aşınmayı önemli ölçüde azaltır. Çok dereceli yağlayıcılar, tek dereceli yağlayıcılara göre sıcaklık değişimlerinde daha küçük viskozite değişiklikleriyle daha düzgün bir viskozite-sıcaklık performansına sahiptir. Bu, yüksek sıcaklıklarda hareketli parçaların yeterli şekilde yağlanmasını sağlayarak aşınma ve yıpranmayı azaltır. Düşük sıcaklıklarda, çok dereceli yağlayıcılar tek dereceli yağlara göre daha düşük viskoziteye sahiptir, bu da motorun çalıştırılmasını kolaylaştırır ve enerji tasarrufu sağlar. SAE 10W/30 ve SAE 30 gibi aynı viskozite seviyesindeki tek dereceli yağlarla karşılaştırıldığında, çok dereceli yağlar yakıt tüketiminde %2 ila %3'e kadar tasarruf sağlayabilir.

 

Yağlayıcı Ürünlerini Basitleştirin

 

Viskozite İndeksi İyileştiricileri, yağlayıcı ürünlerin basitleştirilmesinde kritik bir rol oynar. Örneğin, üniversal traktör yağları, viskozite indeksi iyileştiricilerin kullanımı sayesinde aynı anda motor yağı, dişli yağı, şanzıman yağı ve fren yağı olarak görev yapabilir. Bu, ihtiyaç duyulan yağlayıcı ürünlerin envanterini basitleştirerek birden fazla yağlayıcının depolanması ve yönetilmesiyle ilgili maliyetleri azaltır. Ek olarak, evrensel yağlayıcıların kullanılması, yağlayıcı seçimi ve uygulamasında daha az karışıklığa ve hataya yol açarak, sonuçta ekipman performansının ve güvenilirliğinin artmasına katkıda bulunabilir. Yağlayıcı ürünlerini viskozite indeksi geliştiricilerin kullanımı yoluyla basitleştirme yeteneği, onları yağlayıcı endüstrisinde değerli bir bileşen haline getirmiştir.

 

Yüksek viskoziteli yağlama yağlarının üretimini artırır

 

Yüksek viskoziteli baz yağ kaynaklarının sınırlı bulunması nedeniyle, viskozite indeksi iyileştiriciler, yağlama yağlarında temel bileşenler haline gelmiştir. Düşük viskoziteli baz yağlara viskozite indeksi iyileştiricilerinin eklenmesiyle elde edilen yağ, yüksek viskoziteli baz yağların yerini alabilir, bu da yüksek viskoziteli yağlama yağlarının üretimini artırır ve kaynakların daha rasyonel kullanımını sağlar.

Motor yağlarında viskozite indeksi iyileştiricileri, sıcaklığa daha az bağımlı olan çok dereceli motor yağlarının oluşturulmasında çok önemlidir. Aslında viskozite indeksi iyileştiricileri, ILSAC GF-5 binek araç motor yağı spesifikasyonuna göre motor yağlarının hayati bir bileşenidir. Viskozite indeksi iyileştiricileriyle formüle edilen çok dereceli motor yağları, yüksek sıcaklıklarda ve yüksek kesme koşullarında viskoziteyi koruyabilir, aynı zamanda yağlama yağlarının düşük sıcaklıklarda pompalanabilmesini sağlar.

 

Dişli yağları ve otomatik şanzıman sıvıları gibi güç aktarma organları sıvılarında, viskozite indeksi iyileştiricileri, iyi kesme stabilitesini korurken, mümkün olan en geniş çalışma sıcaklığı aralığında viskozitedeki değişiklikleri en aza indirmeye hizmet eder. En yaygın kullanılan viskozite indeksi iyileştiricisi, tüm yağlama yağlarının yaklaşık %60'ını oluşturan çok dereceli motor yağlarıdır. Motor yağlarında kullanılan viskozite indeksi geliştirici miktarı %15'e (kütle fraksiyonu) kadar ulaşabilmektedir. Çeşitli katkı maddeleri arasında en büyük miktarlarda viskozite indeksi iyileştiricileri kullanılmaktadır ve tüm katkı maddesi satışlarının yaklaşık %23'ünü oluşturmaktadır.

 

Şu anda, daha iyi yakıt ekonomisine sahip, enerji tasarrufu sağlayan yağlama yağları, düşük viskoziteli baz yağlardan sürtünme düzenleyiciler, viskozite indeksi iyileştiriciler ve akma noktası düşürücülerle birleştirilmiş çok dereceli motor yağlarıdır. Viskozite indeksi iyileştiricileri karışık ve hidrodinamik yağlama bölgelerinde sürtünme kaybını azaltabilirken sürtünme düzenleyiciler sınır ve karışık yağlama bölgelerinde sürtünme kaybını azaltabilir. Doğru formülasyonla, viskozite indeksi iyileştiricileri ve sürtünme düzenleyiciler, sürtünmeyi azaltmak ve yağlama yağlarının enerji verimliliğini artırmak için birlikte çalışabilir.

 

Viskozite İndeksi İyileştiricisinin Performansı

 

1. Kayma Kararlılığı

 

Kayma Kararlılığı, bir polimerin, viskozite indeksi geliştiricilerin çok önemli bir performansı olan kayma gerilimine direnme yeteneğidir. Bir viskozite indeksi geliştiricisinin kayma stabilitesi zayıf olduğunda, polimerin ana zinciri kayma geriliminin etkisi altında kırılacak ve viskozitede bir düşüşe yol açacaktır. Sonuç olarak, harmanlanmış yağlama yağı orijinal viskozite derecesini koruyamaz, bu da aşınmanın ve yakıt tüketiminin artmasına neden olur. Daha fazlası için lütfen tıklayınYağlayıcıda Kayma Kararlılığı ve Viskozite İndeksi İyileştiricisi.

 

2. Kalınlaştırma Yeteneği

 

Kalınlaşma Yeteneği, viskozite indeksi geliştiricinin çok önemli bir performansıdır. Viskozite indeksi geliştiricinin kalınlaştırma yeteneği ne kadar yüksek olursa, dozaj da o kadar küçük olur ve çok dereceli Yağlayıcının maliyeti de o kadar düşük olur.
Polimerin kalınlaşma yeteneği esas olarak viskozite indeksi geliştiricinin bağıl moleküler kütlesine, molekül üzerindeki ana zincirin karbon sayısına (-[-CH2-]-) ve baz yağdaki forma bağlıdır. .
Ticari olarak temin edilebilen viskozite indeksi geliştiricilerin kalınlaşma yeteneğinin sırası aşağıdaki gibidir:

HSD % e2% 89% 88 OCP % 26gt% 3b PIB % 26gt% 3b PMA

 

3. Termal/Oksidatif Kararlılık

 

Termal/Oksidatif Stabilite, VII'lerin bir diğer önemli değerlendirme indeksidir. Viskozite indeksi iyileştiricileri, gerçek kullanımda yüksek sıcaklıkta oksidasyona ve termo-oksidatif ayrışmaya maruz kalır ve ayrışma, viskozitenin azalması, asit değerinin artması ve halka oluğu karbon birikintisinin artması gibi bir dizi soruna yol açacaktır. Yüksek moleküler polimerler genellikle 60 derecenin altında belirgin termo-oksidatif bozunmaya uğramazlar ve 100-200 derecede termo-oksidatif olarak ayrışmaya başlarlar. Polimerin termo-oksidatif stabilitesi VII'nin yapısıyla ilgilidir.

 

Ticari olarak temin edilebilen VII'nin oksidasyon stabilitesinin sırası şöyledir:

PMA > PIB > OCP ≈ HSD

 

4. Düşük Sıcaklık Performansı

 

Motor yağlarının düşük sıcaklıktaki viskozitesi çok önemli bir reolojik özelliktir. Aracın soğuk havalarda çalışabilmesi için yataklardaki motor yağlarının viskozitesinin kritik değerin altında olması gerekir. Bu değer, düşük sıcaklıkta motor çalıştırma yeteneği deneyleri yoluyla belirlenir ve tüm "W" dereceleri için SAE J300 kapsamında tanımlanır.

Viskozite İndeksi İyileştiricisiçok dereceli motor yağlarının düşük sıcaklık performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve çok dereceli motor yağlarının düşük sıcaklık performans endeksini gösteren iki kritik değer vardır:düşük sıcaklıkta başlatma ve düşük sıcaklıkta pompalanabilme.

 

Düşük Sıcaklıkta Başlatma Yeteneği

Düşük sıcaklıkta başlatma kabiliyetini etkileyen birçok faktör vardır; en önemli göstergelerden biri düşük sıcaklık viskozitesidir; düşük sıcaklık viskozitesi ne kadar küçükse, başlatma o kadar kolay olur.
Genel olarak,Soğuk Marş Simülatörü (CCS)düşük sıcaklıklarda çok dereceli yağın görünür viskozitesini ölçmek için kullanılır. Soğuk çalıştırma simülatörü, çalıştırma sırasında motor yataklarına yağlama yağı akışını simüle etmek için sabit bir ortam sıcaklığında yüksek kesme hızında çalıştırılan bir reometredir. Motor çalıştırıldıktan sonra yağın, yağ pompasına serbestçe akabilmesi ve motorun çeşitli yağ hatlarına dağıtılabilmesi gerekir.
Farklı VII'lerin düşük sıcaklık özellikleri oldukça farklıdır ve PMA geniş bir kesme hızı aralığında daha düşük viskozite gösterir, dolayısıyla PMA en iyi CCS performansına sahiptir. PIB'in moleküler zinciri nispeten katıdır çünkü birçok metil yan zinciri vardır ve viskozitesi düşük sıcaklıklarda hızla artar, dolayısıyla PIB'nin düşük sıcaklık performansı en kötü olanıdır.

Motor Yağının Düşük Sıcaklıkta Pompalanabilirliği

Motor düşük sıcaklıkta çalıştırıldığında, motorun tüm parçalarının zamanında yağlanmasını sağlamak için yağlama yağı sisteminin yağ basıncının kısa sürede normalleştirilmesi gerekir, aksi takdirde aşınma ve yıpranmaya neden olur. Motor yağının motorun çeşitli yerlerine pompalanabilmesine pompalama kapasitesi denir.

Motor yağının pompalanabilirliği, pompalama koşulları altında görünen viskoziteye bağlıdır. Testler, çok dereceli yağın düşük sıcaklıkta pompalama viskozitesinin, pompalama yağı beslemesini sağlayabilecek 3Pa·s'den yüksek olmadığını ve bu viskoziteye Kritik Pompalama Viskozitesi adını verdiğini göstermiştir. Kritik pompalama viskozitesine ulaşılan sıcaklığa Kritik Pompalama Sıcaklığı adı verilir ve bu, Mini Döner Viskozimetre (MRV) ile ölçülür. MRV, bir aracın çok dereceli motor yağının soğuk havada iki gün rölantide kaldıktan sonra pompalanabilirliğini simüle etmek için kullanılan düşük kesme hızlı bir reometredir.

SAE J300 ayrıca tüm "W" sınıfı motor yağları için üst MRV viskozite sınırlarını da belirtir. MRV hem viskozitenin akış sınırını hem de hava direnci sınırını ölçebilir. MRV tarafından tahmin edilen ortalama pompalama sıcaklığı (BPT), motorun ortalama pompalama limit sıcaklığı ile iyi bir korelasyona sahiptir.

Brookefield viskozitesi, viskozite akış sınırını belirleyebilir ve Aşağıdaki Tablo, farklı türdeki viskozite indeksi geliştiricilerin düşük sıcaklıkta pompalama performansı üzerindeki etkilerini listelemektedir.

 

5. Yüksek sıcaklık, yüksek kesme hızı (HTHS)

 

Yüksek Sıcaklıkta Yüksek Kesme (HTHS), motor yağının yüksek sıcaklık ve yüksek kesme koşullarında viskozite stabilitesinin bir göstergesidir; bu, motor yağının yüksek sıcaklık ve yüksek kesme koşulları altında yağlamayı sürdürme yeteneğini yansıtır.HTHS'yi basitçe yağ filmi mukavemeti olarak anlayabiliriz.

Viskozitenin yağlama üzerinde belirleyici bir önemi vardır. Çok dereceli motor yağının yüksek sıcaklık viskozitesi, kinematik viskoziteyi 100 derecede ölçmek için düşük kesme oranlı bir kılcal viskozimetre ile test edilir. Çok kademeli yağ sisteminin Newtonyen olmayan akışkanları için, düşük kaymalı kılcal tarafından ölçülen viskozite, yüksek sıcaklık (150 derece) ve yüksek kesme hızı (106s) çalışma koşulları altında motorun viskozitesini yansıtamaz.^-1). 

Araştırma, görünür viskozitenin 150 derece sıcaklıkta ve 10 kesme hızında ölçüldüğünü gösteriyor⁶s^-1motor yatağının aşınmasıyla iyi bir korelasyona sahiptir. SAE J300 1995 yılında revize edildiğinde, her viskozite sınıfı için minimum yüksek sıcaklık ve yüksek kesme (Yüksek sıcaklık, yüksek kesme hızı, HTHS) viskozitesi eklenmiştir. Yüksek sıcaklık ve yüksek kesme viskozitesi çok yüksek bir kesme hızında ölçülür (10⁶ s^-1) ve sıcaklık (150 derece), bu da karter yataklarının sabit durumda çalışmasının akış ortamına benzer.

 

Genel olarak, yüksek kaliteli bir viskozite indeksi geliştiricisinin yalnızca güçlü olması gerekmez.kalınlaşma yetenekleriVeiyi kayma stabilitesiama aynı zamanda iyiyi gerektirirdüşük sıcaklıklarda performansVeyüksek termal oksidasyon kararlılığı.

Viskozite indeksi geliştiricilerin kimyasal yapısı performanslarıyla yakından ilgilidir. OCP gibi hidrokarbon bazlı yüksek polimerler mükemmel viskozite artırıcı etkilere sahiptir, ancak viskozite indeksini (VI) iyileştirme yetenekleri o kadar iyi değildir.

Öte yandan, PMA gibi polar gruplar içeren polimerler yağlayıcıyı kalınlaştırmada OCP kadar etkili değildir ancak mükemmel VI iyileştirme yeteneklerine sahiptirler ve akma noktasını da düşürebilirler.

 

Tipik Viskozite İndeksi İyileştiricileri

 

 

Yaygın Olarak Kullanılan Çeşitli Viskozite İndeksi İyileştiricilerinin Özelliklerinin Karşılaştırılması (VII)