مواد افزودنی به روغن موتور
مواد افزودنی به روغن موتور یا افزودنی ها ترکیبات شیمیایی هستند که به روغن موتور افزوده شده اند تا خصوصیات خاصی را در آن ایجاد کنند، بعضی از افزودنی ها خواص جدیدی در روغن موتور ایجاد می کنند و بعضی از افزودنی ها خواصی را که در روغن موتور وجود دارند بهبود بخشیده و برخی دیگر نرخ تغییرات ناخواسته ای را که در طول استفاده از روغن موتور در آن اتفاق می افتد کاهش می دهند.
افزودنی ها برای اولین بار در دهه ۱۹۲۰ در روانکارها استفاده شدند، و پس از آن استفاده از آنها رشد روز افزون داشته است به طوریکه عملا امروزه همه روانکارها حداقل یک نوع ادتیو دارند، و برخی دیگر انواع ادتیوها را دارا می باشند ومیزان آنها از یک صدم درصد تا ۳۰% و بیشتر متغیر می باشد.
1- بازدارنده های اکسیداسیون (Anti Oxidants)
روغن ها به طور طبیعی در طول زمان کارکرد اکسید می شوند و این امر موجب افزایش گرانروی و در نهایت افزایش اصطکاک و سایش می شود.
بازدارنده های اکسیداسیون موادی هستند که تا حد مطلوبی می توانند موجب جلوگیری یا به تاخیر انداختن اکسیداسیون و در نتیجه موجب افزایش عمر مفید روغن شوند. اکسیداسیون هیدروکربن های موجود در روغن توسط رادیکال های آزاد پروکسی و آلکیل رادیکال ها، اتفاق می افتد.
موادی که طی این فرایند ممکن است تولید شوند عبارتند از: آلکیل هیدرو پرکسید ها، دی الکیل پروکسید ها، الکل ها، آلدهید ها، کتون ها، کربوکسیلیک اسید ها و استرها.
پس از به وجود آمدن این مواد، واکنش های پلیمریزاسیون نیز ممکن است صورت گیرد و ترکیباتی با وزن مولکولی بالا تولید شود و در نهایت منجر به افزایش گرانروی روغن شود. بیشتر ترکیبات حاصل از اکسیداسیون روغن، اسیدی هستند که می توانند سبب خوردگی و سایش شوند.
مکانیسم عملکرد بازدارنده های اکسیداسیون به این صورت است که رادیکال های آزاد را از بین می برند و به این ترتیب ترکیبات رادیکالی را به غیررادیکالی تبدیل کرده و واکنش را خاتمه می دهند. البته این ترکیبات می توانند با غیر فعال کردن سطوح فلزی مانند آهن و مس که بیشترین کاربرد را در ساخت ماشین های مهندسی دارند، باعث تاخیر در اکسیداسیون شوند.
2- بهبود دهنده های شاخص گرانروی (Viscosity Index Improver)
شاخص گرانروی یک عامل مهم در مشخص کردن کیفیت و توانایی یک روغن برای کاربرد در گستره های مختلف دمایی است. تغییر کم شاخص گرانروی در درجه حرارات های متفاوت، یکی از ویژگی های مهم روانکارهاست که با افزودنی های بالابرنده ی شاخص گرانروی تا حد زیادی قابل دسترس خواهد بود.
بهبود دهنده های گرانروی معمولا پلیمرهایی هستند که وزن مولکولی آن ها به طول زنجیرشان بستگی دارد. این پلیمرها در دماهای بالا تغییر شکل می دهند و حلالیت شان در روغن با افزایش دما بیشتر می شود. افزایش گرانروی روغن به وزن مولکولی و غلظت مورد استفاده بهبود دهنده های گرانروی در فرمولاسیون روغن مورد نظر بستگی دارد.
در عمل وزن مولکولی g/mol 250،000 – 10،000، استفاده می شود و غلظت های کاربردی نیز بین 3 تا 25% وزنی است.
به طور کلی بهبود دهنده های شاخص گرانروی برای دیگر افزودنی ها مزاحمتی ایجاد نمی کنند فقط بعضی از آن ها ممکن است سرعت سایش را زیاد کنند. بهبود دهنده های شاخص گرانروی در روغن چند درجه ای استفاده می شوند و در روغن های موتور، تراکتور و روغن دنده های اتوماتیک کاربرد زیادی دارند.
3- مواد پایین آورنده ی نقطه ریزش (Pour Point Depressants)
بیشتر روغن ها ممکن است دارای واکس های محلولی باشند که با سرد شدن روغن شروع به تشکیل کریستال کنند. مواد پایین آورنده ی نقطه ی ریزش از تشکیل کریستال ها و رسوب کردن آن ها جلوگیری می کنند.
این مواد برای کارایی روغن در دمای پایین بسیار حیاتی هستند، به خصوص زمانی که روغن پایه ی استفاده شده در ساخت روغن، از نوع پارافینیک باشد. این مواد اندازه و چسبندگی ساختمان های کریستالی را کاهش می دهند و باعث پایین آمدن نقطه ی ریزش می شوند. از نظر ساختمانی بسیار شبیه به بهبود دهنده های شاخص گرانروی می باشند.
4- مواد افزودنی پاک کننده و معلق کننده (Dispersants and Detergents)
این نوع مواد افزودنی که معمولا DD یا HD نامیده می شوند، جز جدانشدنی روغن موتور های بنزینی و دیزلی هستند. مهم ترین وظایف این افزودنی ها عبارت است از:
– خنثی کردن اسید های ناشی از احتراق
– جلوگیری از تشکیل لاک بر روی سطح قطعات موتور
– جلوگیری از تجمع و لخته شدن ذرات دوده ناشی از احتراق و به دنبال آن جلوگیری و به تاخیر انداختن تشکیل لجن
پاک کننده ها مواد ناشی از سایش و ذرات دوده ای شکل موجود در روغن را از سطح پاک می کنند. این ترکیبات معمولا حاوی فلز هستند و خاصیت قلیایی دارند. از نظر عملکرد فرق زیادی بین پاک کننده ها و معلق کننده ها وجود ندارد.
این افزودنی ها عموما مولکول هایی هستند که یک سر هیدروکربنی روغن دوست و یک سر قطبی آب دوست دارند. حل شدن این مواد در روغن های پایه به دلیل وجود سر های روغن دوست، و جذب آلودگی ها به دلیل وجود سرهای آب دوست صورت می گیرد. سرهای قطبی از چسبندگی ذرات کربنی قطبی به سطح فلز و انباشته شدن آن ها جلوگیری می کند.
