A molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimidek molekulaszerkezetének és a kialakított tribofilm felületi morfológiájának

Az adalékszerkezet jellemzése a kinematikai viszkozitás mérésével

A polimer jellegű motorolaj adalékok szerkezetvizsgálata során általában a legelső lépés az adalékok és olajoldataik viszkozitásának mérése. Az adalék előállítás első fázisában kapott termékek viszonylag nagy része szilárd kiülepedést és erőteljes zavarosodást mutatott, ezért az adalékok viszkozitásának mérése csak eseti jelleggel történt. A 100°C-on mért kinematikai viszkozitás értékek 310 és 350 mm²/s között változtak. SN-150A alapolajban 3%-ban oldott adalékok 100 és 40°C-on mért viszkozitás értékei alapján azonban azt valószínűsítettük, hogy a molibdén donor beépítése nem befolyásolta jelentősen a szukcinimid szerkezet létrejöttét. A 40°C-on mért viszkozitás értékek

tartománya 36,1-36,7, a 100°C-on mért viszkozitás értékek tartománya pedig 5,98-6,07 mm²/s volt. A referencia Komad-323-ra jellemző viszkozitás értékekkel (5,64 és 39,8

4:1 (közbenső-mm²/s) összehasonlítva a viszkozitás módosító hatás azonos volt. Az adalék előállítás második fázisában, a különböző komonomereket tartalmazó közbenső termékekből előállított adalékok között azonban jelentős különbségeket mutattunk ki (2.65. ábra). A felhasznált utóreagens mennyiségének növelésével a közbenső termék szerkezetétől függetlenül tendenciaszerűen csökkentek a 100°C-on mért adalék viszkozitás értékek. A viszkozitás abszolút értékét azonban már különbözőképpen befolyásolta a közbenső termék szerkezete. Az adalékok 3%-os (alapolajos) oldatánál, minden egyes adalék esetében, maximummal rendelkező viszkozitás görbét kaptunk (2.66. ábra). Ezek alapján nyilvánvalóvá vált, hogy az utóreagens, egy bizonyos közbenső termék:utóreagens mólarány alatt, már nem épült be az adalékszerkezetbe, a végterméket hígítva annak olajoldatban kifejtett viszkozitás-növelő hatását csökkentette. A maximális viszkozitás mólarány tartománya a közbenső termék szerkezettől függően 2:1 –

termék:utóreagens) között volt, ami megegyezett a súrlódáscsökkentő és detergens-diszpergens hatás szempontjából megfelelő mólarány tartománynak (2.3.2. fejezet).

100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600

0 2 4 6 8

Közbenső termék:utóreagens mólarány

Kinematikai viszkozitás, 100°

10

C

Komonomer nélkül C10 komonomer C18 komonomer C20 komonomer Sztirol komonomer

5,5 5,7

Ki 5,9

6,1 6,3 6,5

nematikai viszko

6,7 6,9 7,1 7,3 7,5

zitás, 100°C

0 2 4 6 8 10

Közbenső termék:utóreagens mólarány Komonomer nélkül C10 komonomer C18 komonomer C20 komonomer Sztirol komonomer

2.65. ábra. - Az adalékok kinematikai viszkozitása az

alkalmazott mólarány függvényében 2.66. ábra Az adalékok 3%-os olajoldatának kinematikai viszkozitása 100°C-on, az alkalmazott mólarány függvényében

Az adalékszerkezet jellemzése a TBN/N aránnyal

A TBN/N arány a bázikus („N-H” kötés) nitrogénatomok részarányát adja meg a molekulaszerkezetbe beépült poliaminok nitrogéntartalmához viszonyítva. Értékéből következtetést lehet levonni a kötésben lévő, illetve szabad amin csoportok arányára nézve. Az első kísérleti fázisban gyártott adalékok TBN/N érékei széles tartományban változtak (8,1-19,0; Komad-323: 18,5). Ezt részben a paraméter optimalizálás miatt változtatott poliamin mólarány, és a MoO3 különböző mértékű beépülésének tulajdonítottam, de nagy szerkezeti variabilitást nem feltételeztem.

A második kísérleti fázisban az adalékok ugyanazzal a közbenső termék:poliamin mólaránnyal készültek. A végtermékek TBN/N arányát a mólarány függvényében a 2.67.

ábra mutatja. Az első kísérleti fázis zavarosságot nem mutató adalékaihoz képest alacsonyabb TBN/N arány egyértelműen jelezte az utóreagens beépülését a molekulaszerkezetbe. De a TBN/N arány olyan kis mértékben változott, amelyet akár a mérési pontatlanságok is okozhattak. Ezért a kialakuló molekulaszerkezetre vonatkozóan nem vontam le további következtetéseket.

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Közbenső termék:utóreagens mólarány

TBN/N arány

Komonomer nélkül C10 konomer C18 komonomer C20 komonomer Sztirol komonomer

2.67. ábra Az adalékok TBN/N értékei az alkalmazott mólarányok függvényében

Az adalékszerkezet jellemzése gélkromatográfiás vizsgálatokkal

Az adalék előállítás első fázisában kapott termékek közül az ülepedésre kis mértékben és csak hosszú idejű tárolás után hajlamos adalékok gélkromatogrammjait a 2.68. ábrán mutatom be. Amint azt a viszkozimetriás mérések után valószínűsítettem az egyes adalékok molekulatömeg eloszlása szinte teljes mértékben megegyezett. A TBN/N arány változatosságát tehát ténylegesen a molibdén donor vegyületek és poliamin mennyiség változtatása okozta. A második fázisban alkalmazott utóreagens a 2.69. ábrán látható szignifikáns molekulatömeg növekedést okozott a referencia Komad-323-hoz képest. A növekedés mértéke különböző volt a komonomer nélküli és C20 komonomerrel készített, valamint a sztirolt tartalmazó adalékok között. Ezt már a sztirolt tartalmazó adalék alacsony viszkozitás-értéke is jelezte, de a nagy molekulatömegű polimer hányad hiánya az eloszlásgörbén egyértelműen mutatta, hogy az utóreagens csak kis mértékben épült be a molekulaszerkezetbe a többi közbenső termékhez viszonyítva.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

3 3,5 4 4,5

Log Mw

%

5 MoSI-27 MoSI-23 MoSI-16 MoSI-8

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

3.2 3.7 4.2 4.7 5.2

Log Mw

%

Referencia Komad-323 MoSI-44 (C20 komonomer) MoSI-46 (C20 komomoer) MoSI-48 (komonomer nélkül) MoSI-49 (komonomer nélkül) MoSI-51 (sztirol komonomer)

2.68. ábra. - Az első kísérleti fázisban előállított adalékok molekulatömeg eloszlásgörbéje

2.69. ábra. – A második kísérleti fázisban előállít alékok molekulatömeg eloszlásgörbéje

ott ad

Az adalékszerkezet jellemzése IR spektroszkópiás vizsgálatokkal

Az adalékok szerkezetének vizsgálata céljából felvettük azok 400-4000 cm^-1 tartományába eső infravörös spektrumait. 1500-2000 cm^-1 tartományban jelentős különbségek mutatkoztak az egyes adalékok ill. a Komad-323 jelű referencia között (2.70. ábra). A referenciához képest az 1700 cm^-1-nél jelentkező υC=O vegyértékrezgés felhasadt, ami a kémiai környezet sokféleségét mutatja. Ez a referencia adalék kivételével mindegyik molibdén tartalmú adaléknál megfigyelhető volt, csak az arányok változtak.

1000-1250 cm^-1 tartományban jelentkező sávváltozások a reagens trietanol-amin és a közbenső termék szerves csoportjai között kialakult észterkötésekre utaltak. A 3400 cm^-1 körül jelentkező sávok különböző aránya a végtermékben megmaradt primer és szekunder amin csoportok változó arányát mutatta.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1560 1650 1730 1770 1860

Hullámhossz, cm^-1

Intenzitás arány

Referencia Komad-323 MoSI-44 (C20 komonomer) MoSI-46 (C20 komonomer) MoSI-48 (komonomer nélkül) MoSI-49 (komonomer nélkül) MoSI-51 (sztirol komonomer)

2.70. ábra A felhasadt νC=O vegyértékrezgés intenzitásarányai a referencia (Komad-323) és a molibdén tartalmú adalékok esetében

A feltételezett adalékszerkezet és reakciómechanizmus

közbenső termék a előállítástól függő

képessége (heteropolimer képződés), a reagens beadagolási sorrend,

zsgálata egyrészről a proton spektrum bonyolultsága, másrészől a ¹⁷N és ¹³C magok kémiai környezetének szerkezeti

A lapanyagaként felhasznált PIB egy

molekulatömeg eloszlással rendelkező polimer elegy. Továbbá a közbenső termék előállítása során a maleinsavanhidrid beépülés változatos jellege, az α-olefinek különböző reakció

illetve az oldószerek hatása miatt a kialakuló, többszörös kapcsolódású közbenső termék szerkezete is statisztikus jellegű. Egy ilyen, molekulatömeg eloszlású alappolimerből az acilezési reakciók során viszonylag nagy szerkezeti változatosságot mutató termékelegy keletkezhet. Az acilezési reakcióban felhasznált MoO3, a trietanol-amin és az utóreagens a szerkezeti variációk számát csak növelik. Ezért a pontos szerkezet meghatározása nem törekedhettem, mindössze az analitikai és előállítási információk alapján a lehetséges szerkezeti variációkat és a legvalószínűbb molekulaszerkezetet tudtam megadni.

A beépült komplex vegyület NMR vi

sokfélesége miatt, valamint a ⁹⁵Mo magok kis koncentrációja miatt nem adott egyértelmű választ a beépült komplex szerkezetére vonatkozólag.

A molekulaszerkezet és a reakciómechanizmus szempontjából kérdéses volt a trietanol-amin szerepe. Korán kiderült, hogy ülepedés mentes termék csak a trietanol-trietanol-amin alkalmazásával állítható elő. A komplexképzési kísérletek során bebizonyosodott, hogy a poliamin is képes vízoldható komplex képzésére, mi több, a trietanol-aminnal képzett komplexhez poliamint adva, az elegy hőfejlődést mutatott, és színváltozáson ment keresztül (molibdén atom oxidációs állapotának változása – kémiai reakció). Tehát az acilezett végtermékben, nagy valószínűséggel, nitrogén koordináció is megvalósulhatott, a trietanol-amint részben kiszorítva a komplexből. Ilyen értelemben véve a trietanol-amin mintegy „szállító” szerepet tölthet be, mivel a végtermékben a MoO3 nitrogén koordinációja erősebb lehet. A felszabaduló trietanol-amin egy kis része a vákuumozás során eltávozhatott, nagyobb része pedig beépült a molekulaszerkezetbe.

A víz szerepe a trietanol-amin/MoO3 komplex szerkezetének vizsgálata során már meghatározónak bizonyult (befolyásolta a szabad és kötött „karok” arányát). Az adalék előállítási vizsgálatok során a víz jelenléte és megfelelő sebességű elpárologtatása szintén jelentős hatással volt a végtermék stabilitásra. A rendelkezésre álló eredmények alapján a víz szerepét a trietanol-amin protonált állapotban tartásában láttuk. A protonált állapot esetében a MoO4- anion ugyanis könnyen komplexet képezhet az olajoldható fázisban lévő heteroatomos vegyületekkel (poliamin, trietanol-amin).

Az alkalmazott utóreagens, feltételezésem szerint, a kialakult molibdén komplex szerkezetet nem befolyásolta jelentősen. Ülepedés csökkentő, stabilizáló hatása főként az apoláris/poláris egyensúly eltolása miatti nagyobb olajban oldhatóságnak köszönhető.

A 2.71/a. ábrán az általánosított molekulaszerkezet látható. A feltételezett reakciómechanizmust és lehetéges végtermék szerkezeteket pedig a 2.71/b. ábra mutatja.

CH

2.71/a. ábra Az általánosított végtermék szerkezet

Mo

n,m = 1,2,3,...egész számok

Á= Mn= 2300 vagy 550g/mol átlagos moltömegû poliizobutilén csoport

reakciómechanizmus és a lehetséges termék szerkezeti variációk 2.71/b. ábra A valószínűsíthető

A kialakított tribofilm felületi morfológiájának vizsgálata scanning elektronmikroszkóppal

Az adalékok olajoldatainak kopás-, és súrlódáscsökkentő hatásának vizsgálata során keletkezett kopott felületeket megvizsgáltuk pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM). A kénre és a molibdénre jellemző csúcsok 2,3 keV-nál jelentek meg. A molibdén és a kén egymás mellett történő meghatározása azonban nehézkesnek bizonyult, mivel a két csúcs között mindössze 30 eV a különbség. Más, molibdénre illetve kénre utaló csúcsok pedig a kis adalékkoncentráció miatt nem voltak érzékelhetők. A ZnDDP molekula bomlástermékéből származó foszfor szintén megtalálható volt a kopásnyomban. A 2.72.

ábrán látható, hogy a kopásnyom belsejében a molibdén tartalom eloszlása nem homogén. A megfigyelések egyezést mutattak a korábbi eredményekkel [61], miszerint a MoS2 a ZnDDP-ból keletkezett foszfát mátrixban kis koncentrációban diszpergálva un.

egyedi rétegek („Single sheets”) formában fordul elő.

2.72. ábra. A molibdén eloszlása a kopásfelületen

öző kén-donor vegyületek alkalmazásának, illetve az 2.4. Molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimid adalékok vizsgálata adalék kompozíciókban

A kísérleti adalékokat különböző motorolaj adalékok (detergensek, folyáspont javítók, viszkozitási indexnövelők, EP adalékok stb.) kompozíciójában is vizsgáltuk, annak érdekében, hogy meghatározhassuk az olajoldatban kialakuló kölcsönhatások (kémiai kötések az adalékok poláris funkciós csoportjai között) hatását az adalékok eredeti funkciójára. Elsőként a különb

alapolaj összetételének hatását vizsgáltuk. A továbbiakban pedig benzinüzemű gépjárművek, valamint Diesel gépjárművek teljes motorolaj kompozícióiban vizsgáltuk a kísérleti munka során előállított adalékokat.

2.4.1. Különböző kén-donor vegyületek és az alapolaj összetételének hatása a molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimidek súrlódáscsökkentő hatására

Elméletileg a molibdén tartalmú vegyületek kopás-, és súrlódáscsökkentő hatásukat csak akkor fejtik ki, ha mellettük valamilyen kéntartalmú vegyület is jelen van, mivel csak így alakulhat ki a MoS2 tribofilm. Ennek ellenére vizsgáltuk, hogy a molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimideknek van e súrlódáscsökkentő hatásuk a ZnDDP alkalmazása nélkül. A 2.73. ábráról látható, hogy a referencia Komad-323-hoz képest, kén-donor (ZnDDP) nélkül, egyes adalékok használata során jelentős súrlódás- és kopáscsökkentő hatást regisztráltunk, mi több bizonyos adalékok esetében a Komad-323 és ZnDDP együttes alkalmazásának megfelelő hatékonyságot tapasztaltunk. Érdekes volt azonban, hogy a komonomer nélküli és a sztirol komonomer közbenső termékkel készített adalékok hatékonysága kimagaslóan jónak bizonyult szemben a C20 α-olefin komonomerrel

sz

M mono

ad nyiségben t,

tehát erősebb a kötődésük a fémfelülethez, jobban ellenállnak a mechanikai nyíróerőknek és könnyebben reakcióba lépnek a fémfelülettel.

előállított adalékkal. Ennek oka, feltételezésem ivel a komonomer nélküli és a sztirol ko alékok koncentráltabban és nagyobb men

erint, ismét a polaritásban keresendő.

mer tartalmú közbenső termék alapú tartalmaztak poláris csoportoka

7% Komad-323

7% Komad-323 + 1%ZnDDP 7% MoSI-44 (C20 komonomer) 7% MoSI-46 (C20 komonomer) 7% MoSI-48 (komonomer nélkül) 7% MoSI-49 (komonomer nélkül) 7% MoSI-51 (sztirol komonomer)

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Súrlódási együttható

0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Terhelés, N

2.73. ábra. A súrlódási együttható változása terhelés függvényében (szakaszos terheléses vizsgálat; SN-150/A alapolaj, 7% adalék, 0% ZnDDP)

A fenti eredmények azonban elgondolkodtatóak, hiszen bizonyos Mo tartalmú PIB-poliszukcinimid adalékok alkalmazásával, 0% foszfor- és kéntartalom mellett a referenciának megfelelő hatást mértünk. Ez rendkívül ígéretes a foszfor- és kéntartalom korlátozását célzó szabályozások teljesítése szempontjából (1.1.6. fejezet).

Megfontolandó azonban, hogy a vizsgált SN150A alapolaj mintegy 0,3%-ban tartalmazott természetes formában kenet. Ezt figyelembe véve a súrlódáscsökkentő MoS2

film felépüléséhez elvileg rendelkezésre állt a kén, de annak hatása csak bizonyos adalék szerkezeteknél érvényesült.

A molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimidek hatékonyságát eltérő szerkezetű ZnDDP és MoDTC adalékok mellett, különböző alapolajokban is vizsgáltuk (SN150A – hidrogénezett ásványi olaj – Group-I.; HC – hidrokrakk alapolaj - Group- II.; PAO –

szintetikus polialfaolefin – Group-IV.). Az tapasztaltuk, hogy a MoDTC-k alkalmazásával a súrlódáscsökkentő hatás, alapolajtól függetlenül, azonos kéntartalom ellenére, jóval gyengébb volt, mint a ZnDDP használata során (2.74. - 2.76 ábrák). A ülönböző ZnDDP adalékok és molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimidek szinergikus alapolaj kémiai összetétele, eléses vizsgálat során mért ár 10°C differenciát is mutattak.

k

hatását (2.77. ábra) már nagyobb mértékben befolyásolta az bizonyos esetekben a folyamatos, állandó terh véghőmérsékletek különböző alapolajokban esetében ak

SN-150A

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Terhelés, N

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Terhelés, N

2.74. ábra A folyamatos, állandó terheléses mérés során kapott hőmérsékleti görbék különböző ZnDDP-k

alkalmazása esetén SN-150A alapolajban

2.75. ábra A folyamatos, állandó terheléses mérés során kapott hőmérsékleti görbék különböző ZnDDP-k alkalmazása esetén

hidrokrakk alapolajban

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Terhelés, N

SN-150A HC PAO

ghőmérséklet, °C

2.76. ábra A folyamatos, állandó terheléses mérés során kapott hőmérsékleti görbék különböző ZnDDP-k

alkalmazása esetén PAO alapolajban

2.77. ábra Különböző ZnDDP-k és MoDTC adalékok esetében mért véghőmérsékletek az alapolaj típusának függvényében

2.4.2. Kísérleti molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimidek hatékonyságának vizsgálata teljes motorolaj kompozíciókban

A molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimidek előállítási körülményeinek optimalizálása és a megfelelő közbenső termék kiválasztása után a korábban csak SN-150A alapolajban ZnDDP jelenlétében vizsgált adalékok detergens-diszpergens és súrlódáscsökkentő hatását, oxidációs, termikus és nyírási stabilitását, teljes motorolaj kompozíciókban (benzines, Diesel) is tanulmányoztuk. A felhasznált motorolajok főbb jellemzőit a 11.

mellékletben foglaltam össze.

2.4.2.1. A detergens-diszpergens hatékonyság vizsgálata

Az adalék előállítási kísérletsorozat első fázisában kiválasztott adalékok PDDH értékeit SN150A alapolajban, benzines és Diesel motorolaj kompozíciókban a 2.78. ábra mutatja.

A referencia Komad-323-hoz képest az előállítási körülmények függvényében az kisebb különbséget mértünk SN150A alapolajban tapasztaltakkal összehasonlítva, csak

(max. 5%). Ez a kiegyenlített teljesítmény természetesen a teljes motorolaj kompozíciókban lévő szalicilát és fenát típusú detergenseknek is köszönhető. De az eredmények jelentősége az, hogy megmutatják, hogy a molibdén komplexszel történt szerkezet módosítás - egy igen poláris csoport molekulaszerkezetbe bevitele - ellenére az adalék eredeti funkciója (detergens-diszpergens hatás) nem romlott. A kémiai kölcsönhatások szempontjából ezt úgy értékeltem, hogy a poláris (reaktív) funkciós csoportok között nem alakultak ki olyan kémiai kölcsönhatások (első v. másodrendű kémiai kötések), amelyek olajoldatbeli stabilis adduktok létrejöttét okozhatták volna, megakadályozva ezáltal a lemosó és diszpergáló hatás érvényesülését.

0 10 80 90 100

20 30 40 50 60 70

PDDH (%)

Komad-323

MoSI-8 MoSI-16

MoSI-23

MoSI-27

Komad-323

MoSI-8 MoSI-16

MoSI-23

MoSI-27

Komad-323

MoSI-8 MoSI-16

MoSI-23

MoSI-27

SN150A Benzines motorolaj Dízel motorolaj

2.78. ábra A kísérletsorozat első fázisában előállított adalékok olajkompozícióinak detergens-diszpergens hatásvizsgálata (PDDH – Potenciális Detergens Diszpergens Hatás)

A kísérletsorozat második fázisában előállított adalékok vizsgálata során azonban azt tapasztaltuk, hogy a detergens-diszpergens hatékonyság SN150A alapolajban a külö

tel ism

közben ens felhasználásáva elynél a

nböző molekulaszerkezetek esetében igen eltér jes motorolaj kompozícióban azonban

ső termékkel minimális utóreag

ő lehet (PDDH=20-95). A különbség ét elhanyagolható volt. Kivéve a sztirol

l készített adalékot, am

detergens-diszpergens hatás a megfelelőnek tűnő TBN és nitrogéntartalom ellenére is igen alacsony volt (2.79. ábra).

A félüzemben előállított adalékok detergens-diszpergens hatását a víz eltávolítás javításával, utóregens alkalmazásával, megfelelő közbenső termék használatával a laboratóriumi termékek szintjén tudtuk tartani (2.80. ábra).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Referencia Komad-323

MoSI-44 MoSI-46 MoSI-48 MoSI-49 MoSI-51

PDDH, %

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

MoSI-63 MoSI-64 MoSI-65 MoSI-66 Komad-323

DI M PDDH

2.

diszpergens hatékonysága benzines m

-ens hatékonysága benzines motorolajban 79. ábra A kísérletsorozat második fázisában előállított

különböző közbenső szerkezetű termékek detergens-otorolajban

2.80. ábra Félüzemi, molibdénnel modifikált PIB poliszukcinimid adalékok detergens-diszperg

0 50 100 150 200 250

Komad-323

MoSI-8 MoSI-16 MoSI-23 MoSI-27 Komad-323

MoSI-8 MoSI-16 MoSI-23 MoSI-27 Alacsony ref.

Magas ref.

Benzines motorolaj Dízel motorolaj 300

350 400

450 Diszpergencia index Relatív diszpergencia

2.81. ábra A diszpergencia és relatív diszpergencia értékek (folt diszpergencia vizsgálat)

A detergens-diszpergens hatás jellemzésére felhasználtuk a szakirodalmi összefoglalóban megemlített foltdiszpergencia vizsgálatot is, amely a korábbi, szintén papírkromatográfiás vizsgálathoz képest az olajelegyek víz jelenlétében és víz nélkül történő termikus előkezelésében (öregítés) különbözött. Míg a benzines és a Diesel motorolajban az egyes adalékok között kis differenciát tapasztaltunk, addig a két motorolajat összehasonlítva szignifikáns különbséget mutattunk ki (2.81. ábra). A benzines motorolaj esetében a referencia Komad-323-hoz (75%) képest alacsony, 30%

alatti relatív diszpergencia értékeket kaptunk. Megjegyzendő viszont, hogy ezt főként a víz tartalmú öregítés után vizsgált elegyek gyenge hatása okozta. A Diesel motorolaj esetében magasabb relatív diszpergencia értékeket és kiegyensúlyozottabb, a

refer ens

fo deterg a

kialakult adalék-adalék kölcsönhatások javíthatták a moli x hidrolitikus stabilitását. Félüzemi méretben gyártott adalékok esetében hasonló eredményeket

enciának megfelelő detergens-diszperg rrása egyrészről a nagyobb hiperbázikus

hatást mértünk. A jobb teljesítmény ens tartalom lehetett, másrészről pedig

bdén komple

kaptunk. Összefoglalva megállapítottam, hogy az előállított adalékok többsége teljes motorolaj kompozíciókban is megfelelő detergens-diszpergens hatékonyságúnak bizonyult.

2.4.2.2. Oxidációs, termikus, nyírási stabilitásvizsgálatok Oxidációs stabilitásvizsgálat eredményeinek értékelése

Az oxidációs terhelés hatására bekövetkező peroxidos bomlási folyamatok az alapolaj komponenseinek degradációjához, telítetlen – polimerizációra képes – vegyületek képződéséhez vezetnek, ami az alapolaj viszkozitásának növekedését okozza. Korábbi munkánk során azonban kimutattuk [138], hogy az adalékok között létrejött kémiai kötések oxidációs terhelés hatására felbomlanak. A kialakult nagy móltömegű, méretükből adódóan viszkozitás-módosító hatással rendelkező kolloid micellák szétesn

össze inak

relatív viszkozitás csökkenése kisebb, m es kompozícióké. Az oxidáció ek, ezáltal a teljes motorolaj viszkozitása jelentősen csökken. A két motorolajat hasonlítva megállapítottam (2.82. és 2.83. ábrák), hogy a Diesel sorozat mintá

int a benzin

hatására bekövetkező viszkozitás változás szempontjából az eltérő közbenső termékekkel készített adalékok között a különbség elhanyagolható volt (2.84. ábra).

0 Relatív vi 10

15 Relatív vi ¹⁰szkozi ¹⁵

20 25 30

tás csökkenés (%

40°C 100°C

2.82. ábra Olajkompozíciók relatív viszkozitás csökkenése az oxidációs stabilitás vizsgálat után

benzines

2.83. ábra Olajkompozíciók relatív viszkozitás csökkenése az oxidációs stabilitás vizsgálat után motorolaj kompozícióban Diesel motorolaj kompozícióban

0

Komad-323 MoSI-44 (C20 komonomer)

Relatív viszkozitás csökkenés, %

40°C 100°C

2.84. ábra Olajkompozíciók relatív viszkozitás csökkenése az oxidációs stabilitás vizsgálat után benzines motorolaj kompozícióban

Eredményeink alapján egyértelmű volt, hogy az alapolaj és a részkompozíció összetétele befolyásolja az oxidációs terhelés hatására kialakuló viszkozitás változást. A Diesel kompozíció esetében a referenciához képesti kisebb viszkozitás válozás az antioxidáns adalékokkal kialakított pozitív kölcsönhatásokra utal.

A termikus stabilitásvizsgálatok eredményeinek értékelése

A termikus terhelés hatására általában viszkozitás csökkenés következik be, mint az oxidációs terhelés esetében. Ugyanakkor bizonyos poláris funkciós csoportokkal rendelkező adalékok esetében viszkozitás növekedés is előfordulhat. Ezt a jelenséget korábban, nagy molekulatömegű, apoláris oldalláccal (PIB) rendelkező PIB-poliszukcinimideket (Mn=6000-12000), fémtartalmú detergenseket és ZnDDP-t

ta k ki

term

molekulaszerkezet változások miatt, az olajoldat kinematikai viszkozitása radikálisan omlástermékek kémiai reakcióba (H-híd,

plex beépítése), a fenti tapasztalatokkal ellentétben nem o

igen kismértékű vált adott felvilágosítást,

szemben a benzines motorolajjal, ahol a viszkozitás csökk b mértékű, de

a r ndig k . Összefogl C18 α-olefi reagens

nélkül készült adalék esetében nem asztaltunk jelen élesedési hajla rtalmazó modellelegyek esetében mutattu

eredményei szerint, ilyen rendszereknél, [138]. Az akkor elvégzett kísérletek ikus terhelés hatására bekövetkező megnőhet. IR spektroszkópiás vizsgálatokkal kimutattuk, hogy az adalékok, termikus hatásra, részleges bomlást szenvednek, majd a b

sóképzés stb.) lépnek egymással és nagy molekulatömegű polimerizátumokat képeznek.

Az ilyen jellegű gélesedési folyamatok (térhálós polimerszerkezet kialakulása) a motor kis mechanikai nyírású helyein lerakódások képződését idézhetik elő.

A reakcióra képes poláris - térhálósodást elősegítő - csoportok koncentrációjának növelése (a molibdén kom

kozott viszkozitás növekedést (2.85. és 2.86. ábrák). A Diesel motorolajban mutatott ozás a kölcsönhatások stabilis jellegéről

enés már nagyob eferenciánál még mi isebb volt alva: a nnel, utó

tap tős g mot.

Relatív viszkozitás csökkenés (% ^40°C_100°C

0 Relatív viszkozitás ¹⁰

0 Relatív viszkozitás ¹⁰

In document Molibdén tartalmú poliizobutilén-poliborostyánkősav alapú motorolaj adalékok előállítása és vizsgálata (Pldal 93-0)