2. Molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimid adalékok fejlesztése és vizsgálata
2.3. Molibdén tartalmú PIB-poliszukcinimid adalékok előállítása és vizsgálata
2.3.2. Utóreagens alkalmazásának és a közbenső termék szerkezetének hatása a MoO 3 /TEA komplex olajoldatbeli stabilitására
második fázisa)
Az adalék előállítási kísérletsorozat második fázisában az első fázisban tapasztalt tárolási stabilitási problémák (10. melléklet) megoldása érdekében utóreagensek alkalmazásának hatását vizsgáltuk. Feltételeztük, hogy a szilárdanyag kiválást, vagyis a molibdén komplex olajoldatbeli instabilitását, a nem megfelelő molekulaszerkezeti poláris/apoláris egyensúly okozta. Ezért rövidebb PIB oldalláncú (Mn=1000 és Mn=550) PIBSA utóreagensekkel igyekeztük a polaritási egyensúlyt eltolva az oldhatóságot és ezáltal az olajoldatbeli stabilitást javítani.
Az ülepedési hajlam egzakt vizsgálatára egy gyorstesztet rendszeresítettünk, amellyel a 30-60 napig tartó ülepedési folyamatokat felgyorsítottuk. Az adalékokat SN-150/A alapolajba kevertük be (3%-os adaléktartalom), majd 30 percig 5500 1/min fordulatszámon történő centrifugálás után vizuálisan értékeltük a kiülepedett szilárd anyag mennyiségét. Ha kiülepedést tapasztaltunk, az adalékot további vizsgálatoknak nem vetettük alá.
Az utóreagensekkel végzett kísérletek során kapott termékek (10. melléklet; MoSI-32 – MoSI-38 j. adalékok) közül, kizárólag az M = 550 molekulatömegű közbenső termékkel lőállítottak voltak stabilabbak, mint a korábbi adalékok (az utóreagenst az előállítás 4. n olajoldatából. A megfelelő
ket (2.2.1. fejezet) használtunk fel, az
alkalmazott a közbenső
termékhez viszonyítva érle ar n változtattuk. Az
előállított adaléko t; MoSI- MoSI-5 kok) többségénél
stabilitási problém ett.
Az adalékok PDDH értékszámaiból (2.48 ) azonban , hogy a közbenső termékek molekula , és a befejező reagens mennyisége egyaránt befolyásolta az adalékok detergens-diszpergens hatá
felhasználás gens
e
órájában adagoltuk). Ezzel a kis molekulatömegű közbenső termékkel történt utókezeléssel, még a gyorsteszt kétszeres időtartamának megfelelő centrifugálás után sem tapasztaltunk szilárd anyag kiülepedést az adalékok 3%-os
méretű és szerkezetű apoláris molekula hányad növelésével az ülepedési stabilitás jelentősen növelhető volt. Az utóreagens mólarányának optimalizálásával együtt, a további kísérleteink során, megvizsgáltuk a különböző szerkezetű közbenső termékek hatását az adalékhatásra (10. melléklet). Vizsgálatainkhoz C10, C18, C20 α-olefinnel, illetve sztirollal szintetizált közbenső terméke
Mn = 550g/mol molekulatömegű utóreagens mólarányát az előkís tek alapján 1,0-8,0 t tományba k (10. mellékle 39 – 8 j. adalé a nem jelentkez
. ábra kitűnt
szerkezete
sának nagyságát. A sztirol és a C10 α-olefin ával előállított közbenső termékek acilezése esetében a befejező rea tömegarányának növelésével például nőtt az adalékok detergens-diszpergens hatása, míg a többi esetben maximum értékszám adódott a vizsgált tartományban. De a sztirolt tartalmazó termékeknél a detergens-diszpergens hatás jelentősen elmaradt a referencia és többi adaléktól.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
PDDH
mazott utóreagens mennyiségétől a referencia Komad-323-hoz képest
Referenc. MoSI-42 MoSI-41 MoSI-40 MoSI-39 MoSI-43 MoSI-44 MoSI-45 MoSI-46 MoSI-47 MoSI-48 MoSI-49 MoSI-50 MoSI-51 MoSI-53 MoSI-52 MoSI-54 MoSI-55 MoSI-56 MoSI-57 MoSI-58
2.48. ábra. – A detergens-diszpergens hatásvizsgálat eredményei SN 150/A alapolajban (PDDH – Potenciális Detergens Diszpergens Hatás)
A szakaszos terhelésű, dinamikus mérési eljárással mért súrlódási együttható vs. terhelés diagramokat a 2.50-2.53. ábrákon foglaltam össze (7% adalék + 1% ZnDDP SN150A alapolajban). Szignifikáns különbség mutatkozott az eltérő komonomereket tartalmazó közbenső termékekből előállított adalékok között. A sztirol komonomer esetében függetlenül az alkal
is gyengébb súrlódáscsökkentő hatékonyságot tapasztaltunk (2.50. ábra). A C10 α-olefin esetében a Komad-323-nak megfelelő súrlódási tulajdonságokat mértünk (2.51. ábra). C20
α-olefin komonomer tartalmú és komonomer nélküli közbenső termék felhasználásával előállított adalékok a korábban előállított C18 α-olefin komonomer alapú terméknek megfelelő, illetve nagyobb súrlódáscsökkentő hatást biztosítottak (2.52. és 2.53. ábrák).
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
300
0,6
Surlódási együttható
Referencia Komad-323
MoSI-51 Referencia Komad-323
MoSI-55 MoSI-56 MoSI-57 MoSI-58 MoSI-53
MoSI-54
500 700 900 1100 1300 1500
Terhelés, N 0 0,1 0,2
300 500 700 900 1100
Surlód
0,3
1300 1500
Terhelés, N
ási
0,4 0,5
együttható
2.50. ábra.
adalék ása a terhelés
függvényében
ső termékből előállított adalékok súrlódási együtthatójának változása a terhelés
függvényében - Sztirollal szintetizált közbenső termékből előállított
ok súrlódási együtthatójának változ 2.51. ábra. - C10 α-olefinnel szintetizált közben
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
300 500 700 900 1100 1300 1500
Terhelés, N
Surlódási együttható
Referencia K-323 MoSI-43 MoSI-44 MoSI-45 MoSI-46
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
300 500 700 900 1100 1300 1500 1700
Terhelés, N
Surlódási együttható
Referencia Komad-323 MoSI-45
MoSI-46 MoSI-47 MoSI-48
2.52. ábra. - C20 α-olefinnel szintetizált közbenső termékből előállított adalékok súrlódási együtthatójának változása a terhelés
függvényében
2.53. ábra. - Komonomer nélküli közbenső termékből előállított adalékok súrlódási együtthatójának változása a terhelés
függvényében
0 10 20 30 40
0 10 20
Hőmérséklet, °
50
C
60
30 40 50 60
Idő, perc
70
Komad 323 MoSI-46 MoSI-49
2.54. ábra. A két legnagyobb súrlódáscsökkentő hatású adalék olajoldatának hőmérséklet változása a folyamatos, állandó terhelésen
alapuló mérési eljárással
Az ábrákon látható, hogy az utóreagens mennyiségének változtatása az alkalmazott komonomer fajtájától függően különbözőképpen, de minden esetben a mérési ismételhetőségnél nagyobb mértékben befolyásolta a súrlódáscsökkentő hatás nagyságát, különös tekintettel a komonomer nélküli és C20 α-olefin komonomerrel készített közbenső termékből előállított adalékokra. C20 α-olefin komonomer esetében 2,42 a komonomer nélkülinél pedig 2,08 közbenső termék:utóreagens mólarány biztosította a legnagyobb hatást (mólarány adatok - 10. melléklet). Ennél kisebb és nagyobb mólarány alkalmazásával csak romlott a súrlódáscsökkentő hatás mindkét közbenső terméknél.
A detergens-diszpergens tulajdonságok szempontjából viszont mindkét komonomer esetében nagyobb közbenső termék:utóreagens mólaránynál mértük a nagyobb hatást (komonomer nélküli: 4,03; C20 α-olefin: 3,45). Csakúgy, mint a súrlódáscsökkentő hatásnál a detergens-diszpergens hatásjellemzők is romlottak az ennél több, illetve kevesebb utóreagens használata esetén. A 600 N terhelésen végzett folyamatos, állandó terheléses vizsgálat eredményei szerint (2.54. ábra) azonban ezek az adalékok is
ugyanolyan súrlódáscsökkentő hatást fejtettek ki, mint a C18 α-olefin komonomer tartalmú közbenső termékből, de utóreagens nélkül, az első kísérleti fázisban előállított adalékok (vö. 2.46. ábra).
A kapott eredmények ismét a poláris/apoláris arány helyes megválasztásának fontosságát mutatták. A túlzott mértékű utóreagens adagolás a hatásjellemzők romlását okozta, mert a molekulaszerkezetben az apoláris arány túlsúlya érvényesült. A poláris funkciós csoportok fokozott sztérikus gátlása, árnyékoltsága miatti gyengébb felületi adszorpciós képességek rontották a diszpergáló hatást és fémfelülethez kötődést – azaz a tribofilm kialakulást. Emellett a nagyobb mennyiségben beépült (vagy elreagálatlan formában oldatban maradt) utóreagens csökkentette a fajlagos hatóanyag tartalmat is. A második
n a polimerizációs szimulációk eredményei alapján tett, a közbenső termék típusára vonatkozó megállapításomat: a C20 α-olefint tartalmazó közbenső termék a megfelelő alapanyag a detergens-diszpergens és súrlódáscsökkentő hatás, valamint az ülepedési stabilitás szempontjából.
2.3.3. Kéndonor beépítése a molekulaszerkezetbe, méretnövelési kísérletek (az