Присадки – это вещества, усиливающие положительные свойства базовых масел и придающие им необходимые новые свойства.

Мировое производство присадок исчисляется миллионами тонн в год и является важной отраслью нефтехимии. Большинство присадок многофункционально. Их суммарное количество в товарном масле достигает 15 – 20 % .
Содержание присадок в сезонных и всесезонных моторных маслах

Обычно моторное масло содержит следующие присадки: беззольные диспергирующие (дисперсанты), детергенты (моющие присадки), антиокислительные, противоизносные, антикоррозионные, противопенные, депрессорные.

Применение некоторых присадок в маслах

Всесезонные масла содержат вязкостные (загущающие) присадки, в энергосберегающие масла добавляют антифрикционную присадку – модификатор трения. Для упрощения транспортировки, хранения и смешения базовых масел с присадками используют пакеты присадок, в состав которых не входят только депрессорные и вязкостные присадки. При изменении дозировки пакета получаются масла с различным уровнем эксплуатационных свойств. Однако ряд крупных производителей масел имеет собственное производство присадок и оригинальные рецептуры готовых продуктов, себестоимость которых может быть ниже.

Относительная стоимость присадок в сезонных и всесезонных моторных маслах

Диспергирующие

Диспергирующие присадки повышают дисперсность попадающих в масло или образующихся в нём нерастворимых загрязнений и стабилизируют образующиеся суспензии. Их доля составляет около половины общего количества присадок в масле. Наиболее распространённые дисперсанты – сукцинимиды, высокомолекулярные основания Манниха, полиэфиры, алкенированные полиамины. Для них характерно наличие длинного углеводородного радикала и полярной части в виде полиаминной или сложноэфирной группировки. Полярными группами молекулы закрепляются на поверхности нерастворимой частицы, а углеводородные хвосты удерживают её в объёме масла и препятствуют слипанию частиц и их укрупнению.

Моющие

Детергенты, или моющие присадки, предотвращают образование нагара или лака на нагревающихся деталях. В первую очередь должна быть обеспечена чистота поршней, так как нарушение подвижности поршневых колец и их закоксовывание приводят к прорыву газов в картер, перегреву и задиру поршня; образование нагара на днище поршня ухудшает теплоотвод. Детергенты – это поверхностно-активные маслорастворимые мыла: сульфонаты, алкилфеноляты и алкилсалицилаты металлов. Они адсорбируются на поверхностях раздела масла с твёрдыми частицами, а также на  поверхностях смазываемых маслом деталей и препятствуют слипанию частиц; частицы приобретают электрический заряд и взаимно отталкиваются. Для нефтрализации кислот, образующихся при сгорании топлива и окисления масла, в состав детергентов вводят мельчайшие частицы карбонатов или гидроксидов металлов, которые нейтрализуют кислоты и предотвращают коррозию цилиндров, поршневых колец и других деталей. Детергенты с избыточным количеством металла (выше стехиометрического) называют щелочными. При сгорании масла образуется зольный остаток, что повышает абразивность, нарушает работоспособность свечей зажигания и выпускных клапанов, приводит к преждевременному воспламенению смеси или даже к детонации. Это требует подбора оптимальной концентрации детергентов в композициях присадок.

Антиокислительные

Антиокислительные присадки уменьшают скорость окисления и накопления в масле продуктов окисления, из которых формируются углеродистые отложения на поршневых кольцах, юбке и днище поршня изнутри. Оптимальная суммарная концентрация смеси антиокислетелей меньше, чем при их индивидуальном применении. Механизм действия антиокислителей основан на переводе образующихся свободных радикалов в стабильные соединения и разложении гидроперекисей. Окисления масла способствует контакт с металлическими поверхностями и частицами износа, которые действуют как катализаторы.

Противоизносные

Противоизносные присадки препятствуют изнашивания поверхностей трения в двигателе. Присадки, работающие по принципу химического модифицирования, в качестве активных элементов содержат серу, фосфор, галогены. В тяжёлонагруженных контактах они разлагаются, активные элементы взаимодействуют с металлами, образуя тонкий, постоянно возобновляющийся слой сульфидов, фосфидов и хлоридов железа. Это препятствует образованию натиров, рисок, задиров, усталостному выкрашиванию и уменьшает истирание поверхностей трения. Щелочные присадки уменьшают износ цилиндров и поршневых колец двигателей, работающих на топливах с высоким содержанием серы, за счёт нейтрализации серной и сернистой кислот, образующихся при сгорании топлив. На поверхностях деталей образуется адсорбированный слой, который препятствует проникновению коррозионно-агрессивных веществ через масляную плёнку к металлу.

Антикоррозионные

Антикоррозионные присадки добавляют для защиты от коррозионного поражения и разрушения деталей, изготовленных из сплавов цветных металлов – вкладышей подшипников коленчатого вала, имеющих антифрикционный слой из свинцовистой бронзы, втулок верхней головки шатуна и т. п.  Механизм действия заключается в образовании прочных плёнок сульфидов и фосфидов, не разрушаемых в процессе трения и под действием  детергентов и не растворяющихся в слабых органических кислотах – продуктах окисления масла. Антикоррозионные присадки могут проявлять коррозионную агрессивность в отношении сплавов на основе серебра или бронзы с высоким содержанием фосфора.

Противопенные

Противопенные присадки уменьшают склонность масла к пенообразованию. Добавление к маслу дисперсантов, детергентов и других поверхностно-активных веществ снижает поверхностное натяжение; высокая кратность циркуляции масла в двигателях и перепады давления при его истечении также способствуют пенообразования. Обычно используют тонко диспергированную в объёме масла силиконовую жидкость ПМС-200А (0,002 – 0,005 %). Присутствие в тонких плёнках масла, образующего пузырьки, капелек инородного нерастворимого вещества способствует разрыву пузырьков и уменьшению пенообразования.

Депрессорные

Депрессорные присадки понижают температуру застывания масла. Удаление из масла высокоплавких парафинов ухудшает его вязкостно-температурные свойства, поэтому, извлекают парафины с температурой застывания выше минус 10 – 15 0С, а требуемая температура застывания (минус 25 – 30 0С и ниже) достигается введением депрессоров. В качестве присадок применяют продукты полимеризации эфиров метакриловой кислоты и алкилирования фенола или нафталина хлорированным парафином. Механизм действия связан с изменением формы и размеров кристаллов парафинов, образующихся при охлаждении масла. В результате уменьшение площади взаимодействия твёрдой и жидкой фаз охлаждённое масло остаётся текучим до более низкой температуры.

Вязкостные (или загущающие)

Вязкостные (загущающие) присадки – высокомолекулярные полимеры, имеющие переменную растворимость в масле при разной температуре, благодаря чему они повышают вязкость масла и уменьшают изменения вязкости при изменении температуры. Вязкостные присадки меньше загущают базовое масло при низкой температуре, чем при высокой. В качестве присадок применяют полиизобутилены, полиметакрилаты, сополимеры стирола с диенами, сополимеры олефинов. Часто вязкостным присадкам придают антиокислительные, диспергирующие или депрессорные свойства, что позволяет снизить содержание в масле последних.

Антифрикционные

Модификаторы трения, или антифрикционные присадки, вводят в состав энергосберегающих моторных масел, обеспечивающих экономию топлива путём снижения трения и повышения КПД двигателей. Обычно используют твёрдые тонко диспергированные дисульфид молибдена, коллоидальный графит, политетрафторэтилен, ацетаты и бораты металлов, а также маслорастворимые эфиры жирных кислот и органические соединения молибдена. Механизм действия основан на адгезии твёрдых частиц на смазываемых поверхностях и образовании сплошного слоя с низким коэффициентом трения. Недостаток твёрдых модификаторов трения – возможность их выпадения в осадок и улавливание на масляных фильтрах. Маслорастворимый модификатор трения образует адсорбированный слой молекул на поверхностях деталей, при этом обращённый наружу молекулярный «ворс» - длинные радикалы – легко деформируется вдоль направления движения одной детали относительно другой.

C анализом предложения присадок для смазочных масел на российском рынке можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «База данных по отечественным присадкам к моторным и трансмиссионным маслам».

www.newchemistry.ru