Îmbunătățitor al stabilității la forfecare și al indicelui de vâscozitate în lubrifiant.

Stabilitate la forfecareeste capacitatea unui polimer de a rezista solicitărilor de forfecare, care este o performanță crucială aÎmbunătățitori ai indicelui de vâscozitate. Când un ameliorator al indicelui de vâscozitate are o stabilitate slabă la forfecare, lanțul principal al polimerului se va rupe sub acțiunea tensiunii de forfecare, ducând la o scădere a vâscozității. Ca urmare, uleiul de lubrifiere amestecat nu își poate menține gradul inițial de vâscozitate, ceea ce provoacă uzură crescută și consum de combustibil.

Stabilitatea la forfecare este legată de gradul de polimerizare (greutatea moleculară relativă), gradul de dispersie (distribuția de greutate moleculară relativă) și de hidrodinamica polimerului în soluție pentru îmbunătățirea indicelui de vâscozitate.

Cu cât lanțul polimeric este mai lung (cu atât greutatea moleculară relativă este mai mare) și cu cât dispersia este mai mare, cu atât se va rupe mai ușor, rezultând o stabilitate la forfecare mai slabă.

În schimb, cu cât greutatea moleculară relativă a polimerului este mai mică, cu atât stabilitatea la forfecare este mai bună, dar rata de tratare va fi mai mare, ceea ce este dăunător pentru curățenie. Prin urmare, este necesar doar să se obțină stabilitatea necesară la forfecare, mai degrabă decât să se urmărească orbește cea mai mică stabilitate la forfecare posibilă.

 

Cum se exprimă stabilitatea la forfecare?

 

Uleiul de bază mineral este un fluid newtonian a cărui vâscozitate nu are nimic de-a face cu viteza de forfecare. Uleiul lubrifiant (ulei multi-grade) adăugat cu un ameliorator al indicelui de vâscozitate modifică proprietățile de curgere ale uleiului de bază și devine un fluid non-newtonian. Vâscozitatea se modifică odată cu creșterea sau scăderea vitezei de forfecare.

Sub acțiunea tensiunii de forfecare, vâscozitatea uleiului multi-grad va scădea, ceea ce este exprimat prin rata de scădere a vâscozității sau rata de pierdere a vâscozității (Indicele de stabilitate la forfecare, SSI).

Când polimerul este supus la o viteză mare de forfecare, va avea loc o pierdere temporară de viscozitate. În acest moment, viteza de forfecare este de obicei în jur de 10⁴s^-1, iar moleculele sale vor curge de-a lungul direcției axiale și vor deveni ordonate. Forma polimerului se schimbă dintr-o linie sferică Aglomeratele se schimbă în structuri alungite care ocupă mai puțin volum hidrodinamic, rezultând o scădere a vâscozității. Această pierdere de vâscozitate este reversibilă și poate fi recuperată odată ce solicitarea de forfecare dispare, deci această pierdere de vâscozitate este temporară, exprimată prinIndicele de stabilitate temporară la forfecare (TSSI).

Pe măsură ce viteza de forfecare crește în continuare, din ce în ce mai multe molecule sunt deformate, rezultând o pierdere mai mare a vâscozității, până când se atinge cantitatea maximă de deformare. Când viteza de forfecare atinge peste 10⁶s^-1, pe lângă pierderea temporară de vâscozitate, există și o pierdere ireversibilă de vâscozitate cauzată de scisarea lanțului polimeric, care se numește pierdere permanentă de vâscozitate. Indicele de stabilitate permanentă la forfecare (Indicele de stabilitate la forfecare permanentă, PSSI) reprezintă. Scisarea lanțului polimerului are loc în general în mijlocul lanțului, unde legătura carbon-carbon este divizată pentru a genera două molecule mai mici.

Cu cât greutatea moleculară a polimerului este mai mare, cu atât este mai ușor să se deformeze și să se degradeze mecanic. Cu toate acestea, atunci când greutatea moleculară relativă a polimerului este suficient de mică, nici măcar pierderea permanentă a vâscozității nu va avea loc și, de obicei, nu este ușor să provoace o degradare ulterioară, astfel încât procesul de degradare este autolimitat.

Rata de forfecare a fiecărei părți a motorului este diferită, iar pierderea temporară de vâscozitate este, de asemenea, diferită. Angrenajul, rulmentul, pistonul și peretele cilindrului sunt cele mai mari, iar pierderea temporară de vâscozitate este, de asemenea, mare, astfel încât este ușor să provoace uzură și abraziune în aceste părți

 

Rata de forfecare în uleiul de motor pe benzină

Rata de forfecare		Părțile motorului	Influență
A	103/s~104/s	Inelul pistonului din spate, tija supapei, admisia pompei	Consum de combustibil, fluiditate la temperaturi scăzute
B	105/s~106/s	Lagăre, pistoane, pereți cilindrilor	Uzura rulmentului, uzura, porniri la cald
C	106/s-1~108/s	Angrenaje, came, tachete	purta

 

Pierderea de vâscozitate este măsurată prin vâscozitatea cinematică (KV) înainte și după forfecare. Stabilitatea permanentă la forfecare este definită mai frecvent de către indicele de stabilitate la forfecare permanentă (PSSI) sau pur și simplu SSI, conform ASTM D6022, după cum urmează:

 

PSSI=SSI=（V₀-V_S）/(V₀-V_b)*100

 

V_o= vâscozitatea uleiului netuns

V_s= vâscozitatea uleiului forfecat

V_b= vâscozitatea fluidului de bază (fără polimer)

 

Există trei metode frecvent utilizate pentru a măsura stabilitatea la forfecare.

 

● Metoda duzei diesel

● Metoda cu ultrasunete

● Metoda L-38 (gradul de forfecare este măsurat după ce motorul L-38 funcționează timp de 10 ore)

 

Duritatea celor trei metode este foarte diferită. Specificațiile uleiului de motor cu ardere internă din Statele Unite, Europa și China folosesc metoda L-38, metoda duzelor diesel și, respectiv, metoda cu ultrasunete. Toate cele trei metode necesită ca vâscozitatea după forfecare să rămână în intervalul de vâscozitate specificat pentru acest grad de ulei.

 

Comparația SSI acopolimer etilenă-propilenă (OCP) VIIsub diferite metode de testare.

 

ARTICOL	SSI procente
	Injector diesel	Sonic forfecare	Test motor L-38
Copolimerii etilenă-propilenă sunt utilizați în mod obișnuit în Statele Unite și China	48.5	38	20~22
Copolimeri etilenă-propilenă utilizați în mod obișnuit, conform specificațiilor europene	28.3	21.7	12

 

Tabelul de mai sus arată că valoarea SSI a copolimerilor etilenă-propilenă utilizați în mod obișnuit în Statele Unite și China este de aproximativ 50% de către injectorul diesel, aproximativ 40% de către Sonic Shear și aproximativ 20% în motorul L-38. Test.

Valoarea SSI a copolimerilor etilenă-propilenă utilizați în mod obișnuit în conformitate cu specificațiile europene este de aproximativ 30% prin metoda Diesel Injector, aproximativ 22% prin Sonic Shear și aproximativ 12% prin testul motor L-38.

Vă rugăm să rețineți că valoarea SSI depinde de dispozitivul special de forfecare utilizat pentru măsurarea stabilității la forfecare.

 

Cerințe pentru stabilitatea la forfecare a diferitelor uleiuri lubrifiante:

 

Ulei de motor pe benzină<  Diesel Engine Oil  <   Automatic Transmission Fluid (ATF)  <   Hydraulic Oil  <   Gear Oil.

 

Diverse produse de ulei lubrifiant au metode corespunzătoare de testare a stabilității la forfecare pentru a îndeplini cerințele lor.Metode de testaresunt:

Lubrifiant carter: metoda Sonic Shear (atât 5 min, cât și 10 min), 3200 km (2000 mile) Test de forfecare pe drum, metoda L-38, metoda injector diesel, Test Peugeot 204.

Ulei de transmisie automată și ulei hidraulic: Dexron ATF, HETC T-13, 10,000 cicluri, Test pompei servodirecție Chrysler, 4h×93,3 grade (condițiile de testare includ 4137kPa×1700r/min și 2758kPa×1800r /min).

Ulei pentru angrenaje: Test de punctaj de severitate variabil ALI-Determinarea stabilității la forfecare (Test de determinare a stabilității la forfecare AL I cu scorul de severitate variabilă) 93,3 grade ×120h.

 

SSI determinat prin diferite metode de încercare la forfecare

Tipuri de lubrifianți	Ulei de carter			ATF	Ulei hidraulic	Ulei de transmisie
Metoda de test	Sonic forfecare①	L-38,10h	Injector diesel②	Dexron ATF③10000 Ciclu	Testul pompei④	ALIVSST⑤
Acriloid 702⑥	30	20	45	49	52	89
Acriloid 955⑦	23	12	36	43	45	--
Acriloid 1017⑧	0	0	0.5	0	1	15~20

 

① ASTM D-2603, min 5min.

② DIN-51382: injector diesel: 10W-30/10W-40.

③ Dexron ATF, HETC T-13, 10.000 de cicluri.

④ Testul pompei servodirecției Chrysler, 4h×93. 3 grade, sarcină 2758kPa, 1800r/min.

⑤ Determinarea stabilității la forfecare a testului de punctaj de severitate variabilă ALI, 93, 3 grade × 120 h.

⑥ Acryloid 702: PMA cu efect de deprimare a punctului de curgere, Potrivit pentru ulei de motor pe benzină.

⑦ Acryloid 955: MA cu efecte de scădere și dispersie a punctului de curgere, potrivit pentru ulei de motor pe benzină și diesel

⑧ Acryloid 1017: PMA, potrivit pentru fluid de transmisie automată, ulei hidraulic și ulei de viteze multi-grade.

 

Metoda de testare a stabilității la forfecare KRLa fost recunoscută în industria lubrifianților ca o metodă precisă de testare la forfecare pentru prezicerea pierderii de vâscozitate a uleiului de lubrifiere în condiții reale de funcționare și a devenit un instrument important de evaluare în dezvoltarea produselor moderne de ulei de lubrifiere.