tổng hợp câu hỏi ôn tập môn chế biến dầu nhờn

Dầu mỡ bôi trơn có bốn chức năng cơ bản, đó là: + Làm giảm ma sát, giảm cường độ mài mòn, ăn mòn của các bề mặt ma sát nhằm đảm bảo cho động cơ, máy móc đạt công suất tối đa. + Làm sạch, chống tất cả các loại mài mòn để đảm bảo tuổi thọ sử dụng của động cơ. + Làm mát + Làm kín Cơ sở quan trọng để lựa chọn dầu bôi trơn thích hợp là dựa vào nguyên lý bôi trơn: + Đối với các chi tiết làm việc có chuyển động nhanh cần dùng dầu có độ nhớt thấp và ngược lại. + Khe hở giữa các mặt tiết làm việc càng lớn thì dầu bôi trơn càng cần có độ nhớt cao. + Nhiệt độ làm việc cao thì dùng dầu có độ nhớt cao. + Số vòng quay lớn, áp suất trên trục nhỏ thì dùng dầu có độ nhớt thấp. + Áp suất trên trục lớn, số vòng quay nhỏ thì dùng dầu có độ nhớt cao. + Phạm vi thay đổi nhiệt độ lớn thì dùng dầu có tính nhiệt nhớt tốt (chỉ số độ nhớt cao) + Môi trường làm việc tiếp xúc với không khí, khí cháy ở nhiệt độ cao thì dùng dầu có tính chống oxy hoá và chống ăn mòn. + Môi trường làm việc tiếp xúc với nước và hơi nước thì chọn dầu có tính chống tạo nhũ và chống tạo bọt. + Thời gian sử dụng dầu lâu, chọn dầu có tính chống oxy hoá tốt, tính ổn định cao. ˗ Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất dầu mỡ nhờn là dầu mỏ và dầu thực vật. Dầu gốc được sản xuất từ dầu mỏ thông qua các quá trình chế biến được gọi là dầu gốc khoáng và dầu có nguồn gốc từ thực vật được tổng hợp qua các quá trình tổng hợp hóa học được gọi là dầu gốc tổng hợp. Thành phần cơ bản của dầu bôi trơn là dầu gốc và các phụ gia được pha trộn để nâng cao chất lượng của dầu bôi trơn. Dầu gốc khoáng thường chứa các loại hydrocacbon sau đây: Parafin mạch thẳng và mạch nhánh; Hydrocacbon no đơn và đa vòng (naphten) có cấu trúc vòng xyclohexan gắn với mạch nhánh parafin. Hydrocacbon thơm đơn vòng và đa vòng chủ yếu chứa các mạch nhánh ankyl. Các hợp chất chứa vòng naphten, vòng thơm và mạch nhánh ankyl trong cùng một phân tử. Các hợp chất hữu có chứa các dị nguyên tố, chủ yếu là các hợp chất chứa lưu huỳnh, oxi và nitơ. Thành phần của dầu gốc tổng hợp chủ yếu bao gồm các phần sau: Hydrocacbon tổng hợp như: Oligome olefin, các polyme, copolyme, các ankyl của hydrocacbon thơm, polybuten, các hydrocacbon no mạch vòng… Este hữu cơ: chủ yếu là các este diaxit, este polyol của axit béo… Polyglycol: Chủ yếu là các polyme của etylen, propylen oxit có trọng lượng phân tử cao hoặc cả hai. Este photphat: chủ yếu l các este ankylaryl photphat… Công nghệ sản xuất dầu gốc bao gồm các bước sau: Chưng cất chân không Tách nhựa, asphalten Tách aromatic Tách parafin Xử lý bằng hydro

Dầu mỡ bôi trơn có bốn chức năng cơ bản, đó là:

+ Làm giảm ma sát, giảm cường độ mài mòn, ăn mòn của các bề mặt ma sátnhằm đảm bảo cho động cơ, máy móc đạt công suất tối đa

+ Làm sạch, chống tất cả các loại mài mòn để đảm bảo tuổi thọ sử dụng củađộng cơ

+ Nhiệt độ làm việc cao thì dùng dầu có độ nhớt cao

+ Số vòng quay lớn, áp suất trên trục nhỏ thì dùng dầu có độ nhớt thấp

+ Áp suất trên trục lớn, số vòng quay nhỏ thì dùng dầu có độ nhớt cao

+ Phạm vi thay đổi nhiệt độ lớn thì dùng dầu có tính nhiệt nhớt tốt (chỉ số độ nhớtcao)

+ Môi trường làm việc tiếp xúc với không khí, khí cháy ở nhiệt độ cao thì dùngdầu có tính chống oxy hoá và chống ăn mòn

+ Môi trường làm việc tiếp xúc với nước và hơi nước thì chọn dầu có tính chốngtạo nhũ và chống tạo bọt

+ Thời gian sử dụng dầu lâu, chọn dầu có tính chống oxy hoá tốt, tính ổn địnhcao

˗ Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất dầu mỡ nhờn là dầu mỏ và dầu thực vật.

Dầu gốc được sản xuất từ dầu mỏ thông qua các quá trình chế biến được gọi làdầu gốc khoáng và dầu có nguồn gốc từ thực vật được tổng hợp qua các quá trìnhtổng hợp hóa học được gọi là dầu gốc tổng hợp

Thành phần cơ bản của dầu bôi trơn là dầu gốc và các phụ gia được pha trộn

để nâng cao chất lượng của dầu bôi trơn

Dầu gốc khoáng thường chứa các loại hydrocacbon sau đây:

- Parafin mạch thẳng và mạch nhánh;

- Hydrocacbon no đơn và đa vòng (naphten) có cấu trúc vòng xyclohexan gắn vớimạch nhánh parafin

- Hydrocacbon thơm đơn vòng và đa vòng chủ yếu chứa các mạch nhánh ankyl

- Các hợp chất chứa vòng naphten, vòng thơm và mạch nhánh ankyl trong cùngmột phân tử

- Các hợp chất hữu có chứa các dị nguyên tố, chủ yếu là các hợp chất chứa lưuhuỳnh, oxi và nitơ.

Thành phần của dầu gốc tổng hợp chủ yếu bao gồm các phần sau:

- Hydrocacbon tổng hợp như: Oligome olefin, các polyme, copolyme, các ankylcủa hydrocacbon thơm, polybuten, các hydrocacbon no mạch vòng…

- Este hữu cơ: chủ yếu là các este diaxit, este polyol của axit béo…

- Polyglycol: Chủ yếu là các polyme của etylen, propylen oxit có trọng lượngphân tử cao hoặc cả hai

- Este photphat: chủ yếu l các este ankyl/aryl photphat…

Công nghệ sản xuất dầu gốc bao gồm các bước sau:

- Chưng cất chân không

- Cho phép tạo ra các chất có tính chất ưu việt nhất dùng để lm dầu gốc cho dầubôi trơn, vì so với dầu gốc tổng hợp, dầu gốc khoáng dù có dùng nhiều phươngpháp phức tạp (xử lý bằng hydro) cũng không thể tách được hết các cấu tử khôngmong muốn ra khỏi hỗn hợp dầu gốc Vì vậy dầu gốc khoáng chỉ được sử dụng đểsản xuất các loại dầu nhờn có các yêu cầu bôi trơn trung bình đại diện cho cácthuộc tính chính của dầu Dầu gốc tổng hợp còn có thể tạo ra các tính chất riêngbiệt mà dầu gốc khoáng không có như: hoàn toàn không cháy, hòa lẫn với nước…

- Dầu gốc tổng hợp có khoảng nhiệt độ làm việc rộng hơn nhiều so với dầukhoáng, khoảng từ – 550C đến 3200C

☺Chưng cất chân không

Giai đoạn thứ nhất trong công nghệ sản xuất dầu gốc là tách lấy các phân đoạnriêng biệt có độ nhớt khác nhau Bước đầu này là quá trình chưng cất chân không

phần cặn còn lại của quá trình chưng cất khí quyển Do đó, mục đích của bướcnày là điều chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của dầu gốc Chưng cất chânkhông nhằm điều chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của dầu gốc.

☺Tách nhựa, asphalten

Sự có mặt của nhựa, asphalten trong dầu gốc chính là nguyên nhân làm chodầu gốc có độ nhớt cao, chỉ số độ nhớt (VI_Viscosity Index) thấp, có độ bền oxihoá thấp, dễ gây ăn mòn và làm xấu màu dầu (do thường có các dị nguyên tốtrong chúng), là nguyên nhân xuất hiện keo làm mất tính đồng nhất của dầu

Để tách nhựa, asphalten thông thường người ta dùng phương pháp chiết vớidung môi thích hợp Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào tính chọn lọc của nó,tức là vào khả năng phân tách hai nhóm cấu tử khác nhau về mặt hoá học Dungmôi dùng phải rẻ, sẵn có, bền về mặt hoá học trong khi sử dụng, không gây ănmòn và dễ sử dụng Ngày nay, người ta thường sử dụng propan làm dung môi choquá trình chiết tách nhựa, asphalten Hiệu suất của quá trình chiết phụ thuộc vào

ba yếu tố cơ bản: bản chất của dung môi, nhiệt độ tiến hành và tỉ lệ dung môi trênnguyên liệu Đối với dung môi propan, quá trình chiết thường được tiến hành ở

40 - 960C với tỉ lệ dung môi: nguyên liệu là 5 : 8 (cao nhất 5:10)

☺Tách aromactic

Các hydrocabon thơm có chỉ số độ nhớt thấp, độ nhớt lớn, đồng thời chúng rấtkém bền, dễ bị oxi hoá làm tăng khuynh hướng tạo cốc do vậy trong quá trình sảnxuất dầu gốc người ta phải loại các aromatic

Việc tách aromatic cũng được thực hiện bằng phương pháp chiết Có ba dungmôi thường được sử dụng đó là furfurol, phenol và n-metyl-2pyrolydon (NMP).Nếu đem dung môi ho trộn kỹ với phân đoạn dầu sau đó để yên để cho hỗn hợpnày tách lắng thì hai pha hoặc hai lớp sẽ được tạo thành

Pha chiết chứa hầu như toàn bộ dung môi cùng với các cấu tử tan trong đó màchủ yếu là các hydrocabon thơm; pha còn lại gồm một ít cấu tử không tan, chủyếu là các hydrocabon no và một ít dung môi Sau khi tách dung môi, phần chiết

ra còn lại đều không biến đổi gì về mặt hoá học

☺Tách parafin (tách sáp)

Hỗn hợp các parafin mạch thẳng (sáp) có nhiệt độ nóng chảy cao và hoà tankém trong dầu mỏ Vì thế chúng không được phép có mặt trong dầu nhờn thànhphần, ngoại trừ khi hàm lượng rất thấp, hoặc các loại dầu được sử dụng trongnhững điều kiện đặc biệt Trên thực tế, hầu như tất cả các loại dầu gốc khoáng đềuphải qua quá trình tách parafin

Tách parafin là một trong những khâu quan trọng nhất và khó khăn nhất trongquá trình sản xuất dầu gốc

Có hai quy trình chính hiện đang được sử dụng cho mục đích này Quy trìnhthứ nhất là làm lạnh kết tinh sáp; quy trình thứ hai là dùng quá trình cracking chọn

lọc để bẻ gãy phân tử parafin tạo thnh những sản phẩm nhẹ, phương pháp này cònđược gọi là phương pháp tách parafin dùng chất xúc tác.

Tách sáp bằng phương pháp kết tinh

Sáp dầu mỏ bao gồm những hợp phần dễ tách riêng do kết tinh khi làm lạnhphân đoạn có chứa chúng Như vậy bằng cách kết tinh có thể dễ dàng xử lý dầuchứa sáp thành dầu không chứa sáp Quá trình này dựa trên nguyên lý làm lạnhdầu để kết tinh parafin rắn sau đó lọc hoặc ly tâm tách riêng phần rắn ra khỏi phalỏng Tuy nhiên, phương pháp này không liên tục, đòi hỏi có áp suất cao ở nhiềukhâu; độ nhớt cao của dầu làm cho quá trình lọc rất khó khăn đặc biệt với các dầu

có độ nhớt lớn; không áp dụng phương pháp này với nhiều loại dầu có các loạisáp vi tinh thể

Chính vì thế, để khắc phục những nhược điểm trên người ta kết hợp làm lạnhvới việc sử dụng dung môi Thông thường người ta thường sử dụng hỗn hợp cácdung môi khác nhau để làm tăng tính linh hoạt của quá trình Hỗn hợp metyl etylxeton (MEK) với metyl izo butyl xeton (MIBK) hoặc MEK với toluen hay được

sử dụng

Quá trình hydro cracking chọn lọc

Quá trình hydrocracking chọn lọc dùng để tách parafin từ dầu có hai loại:loạithứ nhất chỉ dùng một loại chất xúc tác nhằm hạ nhiệt độ đông đặc; loại thứ haidùng hai loại chất xúc tác vừa để hạ nhiệt độ đông đặc vừa để tăng độ bền oxi hoácủa sản phẩm Chất xúc tác được sử dụng là các zeolit tổng hợp

Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp kết tinh nhưhiệu suất cao, không cần có công đoạn làm sạch bằng hydro, vốn đầu tư thấp, chophép sản xuất dầu gốc có nhiệt độ đông đặc thấp từ những nguyên liệu có hàmlượng parafin cao

Phân loại dầu gốc

- Phân loại theo thành phần: Căn cứ vào thành phần của các loại Hydrocacbon no

chiếm ưu thế trong dầu gốc mà có thể phân dầu gốc thành các loại như: dầukhoáng farafin, dầu gốc khoáng naphten, dầu gốc khoáng aromatic

- Phân loại theo độ nhớt: Phần chưng cất được sử dụng làm nguyên liệu cho quá

trình sản xuất dầu gốc thường nằm trong khoảng 11 đến 150 cSt ở 400C Độ nhớtcủa các phân đoạn cặn ở khoảng 140 đến 1200 cSt Dầu gốc khoáng có cách gọitên tạo sự khác biệt giữa các phân đoạn đầu chưng cất và dầu cặn theo độ nhớt:+ Các phân đoạn dầu gốc trung tính SN (Sovent Neutral) được phân loại theo độnhớt Saybolt (SUS) ở 1000F: SN 70, SN 150, SN 500… Chẳng hạn, dầu gốc SN

150 là phân đoạn dầu chưng cất có độ nhớt 150 SUS ở 1000F (29 cSt ở 400C).+ Các phân đoạn cặn BS (Bright Stock) được phân loại theo độ nhớt Saybolt ở

2100F: BS 150, BS 250… Chẳng hạn, dầu BS 150 là phân đoạn dầu cặn có độnhớt 150 SUS ở 2100F (30,6 cSt ở 1000C)

- Phân loại theo chỉ số độ nhớt (VI):

+ Dầu có chỉ số độ nhớt cao (HVI): VI > 85, được sản xuất từ dầu gốc parafinqua công đoạn tách chiết bằng dung môi và tách sáp

+ Dầu có chỉ số độ nhớt trung bình (MVI): 30 < VI < 85, được sản suất từ cảhai phần cất naphten và parafin

+ Dầu có chỉ số độ nhớt thấp (LVI): VI < 30, được sản suất từ phân đoạn dầugốc naphten và được dùng khi chỉ số độ nhớt v độ oxy hóa không cần thiết chútrọng lắm

Công nghệ hydrocracking có thể tạo dầu gốc có chỉ số độ nhớt cao hơn 140, đó

là các loại dầu có chỉ số độ nhớt rất cao (VHVI) hoặc siêu cao (SHVI) hay còngọi là dầu gốc bán tổng hợp Dầu gốc bán tổng hợp là dạng trung gian giữ dầu gốckhoáng tiêu biểu và các hydrocacbon tổng hợp, chúng tạo ra dầu gốc có tính chấttốt hơn

- Phân loại theo nhóm: Phân loại dầu gốc theo nhóm dựa vào chỉ tiêu về hàm

lượng lưu huỳnh (S) và chỉ số độ nhớt theo tiêu chuẩn API

Câu hỏi: Vì sao phải tách acromat và parafin và xử lý bằng hydro trong quá

trình chế biến dầu nhờn?

- Tách acomat: vì acromat có độ nhớt cao, chỉ số độ nhớt thấp, dễ bị oxi hóa,kém bền gây tạo cốc.

- Tách parafin: vì parafin dễ dàng biến đổi độ nhớt theo nhiệt độ, là tăngnhiệt độ đông đặc của dầu

- Xử lý bằng hydro: tránh gây ăn mòn biến đổi hóa học trong quá trình chếbiến

Câu hỏi: Vì sao phải tách nhựa và asphaten và chưng cất trong chân không

trong quá trình chế biến dầu nhờn?

- Tách nhựa và asphaten vì là hợp chất đa vòng, dễ ngưng tụ, có sự hiện diệncủa N và và các nhóm chức gây ăn mòn và làm giảm hoạt tính xúc tác

- Chưng cất chân không: vì giảm tiêu tốn năng lượng, không bị bẽ gãy mạchkhi đạt nhiệt độ sôi Chi phí thiết bị thấp

Câu hỏi: Phân biệt giữa pha rafinat và pha chiết?

- Pha rafinat: dung môi và dầu

- Pha extrac (chiết): dung môi và (nhựa aspaten hoặc acromat)

Câu hỏi: Khi tăng nhiệt độ tại sao độ nhớt của dầu nhờn giảm?

- Khi tăng nhiệt độ, độ nhớt giảm do khả năng hòa tan của propan giảm đi,chỉ hòa tan được những cấu tử có khối lượng bé →sản phẩm dầu nhờn cókhối lượng phân tử thấp→độ nhớt nhỏ→ khả năng thu hồi giảm

Câu hỏi: vì sao tăng nhiệt độ thì hiệu suất thu hồi giảm?

Do độ hòa tan của propan giảm

Câu hỏi: Vì sao nhiệt độ đỉnh tháp lớn hơn nhiệt độ đáy tháp hấp thụ?

- Nhiệt độ đỉnh tháp lớn nhằm tăng tính chọn lọc của dầu

- Nhiệt độ đáy tháp thấp: ổn định khả năng đông tụ, tăng hiệu suất

Câu hỏi: Ảnh hưởng của áp suất trong quá trình chế biến dầu nhờn?

- Khi tăng áp suất →tăng độ nhớt dung môi→tăng hiệu suất thu hồi dầunhờn

- Không sử dụng áp suất đẻ điều chỉnh hiệu suất của quá trình

PHỤ GIA

1 Phụ gia chống oxy hóa

Phụ gia này nhằm mục đích nhằm mục đích làm chậm quá trình ôxy hóa củadầu (tăng độ bền ôxy hóa), khắc phục hiện tượng cháy vòng găng, giảm bớt hiệntượng ăn mòn chi tiết và tạo cặn Có hai nhóm phụ gia chống ôxy hóa:

Phụ gia kìm hãm quá trình ôxy hóa dầu ở một lớp dày ngay trong khối dầu: nhómnày quan trọng nhất là chất ức chế ôxy hóa, đó là

 Các hợp chất có chứa nhóm phenol hay nhóm amin, cũng có thể chứa 2 nhómđồng thời như các phenol có chứa nitơ hoặc lưu huỳnh, các kẽm di-ankyl di-thiophotphat (ZnDDP), các hợp chất của phốt pho, lưu huỳnh… Các chất ứcchế này có nồng độ thấp, khoảng 0,005 đến 0,5 %.C), ngoài ra còn có tácdụng bảo vệ, chống rỉ cho ổ đỡ

 Các chất thơm nhiệt được dùng là các hợp chất hữu cơ có chứa phốt pho, lưuhuỳnh, kẽm ( tri-butylaphotphit, di-tiophotphat kẽm…).Phụ gia kìm hãm quátrình ôxy hóa dầu ở lớp mỏng trên bề mặt kim loại, đó là các chất thơm nhiệt,được pha với tỷ lệ 0,5 – 3%, chúng sẽ làm chậm quá trình ôxy hóa dầu ở lớpmỏng trên chi tiết động cơ ở nhiệt độ tương đối cao (200-300

Các loại chất thơm nhiệt dường như là chất thơm quan trọng nhất vì khi động

cơ ngừng hoạt động là lúc dầu nhừng tuần hoàn và khi đó chất thơm tẩy rửa cũngngừng hoạt động còn chất thơm nhiệt thì ngược lại, sẽ hoạt động mạnh hơn, nókhông cho lớp dầu mỏng trên các chi tiết chưa nguội có khả năng biến thành sạn

2 Phụ gia thụ động hóa kim loại

- Làm vô hiệu hóa hoạt tính xúc tác của các bề mặt kim loại(Cu,Fe )

- Các phụ gia thụ động hoá kim loại bám lên trên bề mặt kim loại dựa trên sựhình thnh phức chất (phức Chelat) ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp giữa bềmặt kim loại với dầu bôi trơn do vậy thụ động hoá đƯợc kim loại

- Đối với các hạt kim loại trong khối dầu thì các phụ gia này tác dụng với nóhình thành phức chất rồi lắng xuống Đối với các bề mặt kim loại các phụgia này hấp phụ lên bề mặt nó tạo thành một màng bảo vệ ngăn cản hoạttính xúc tác của kim loại

- Các phụ gia điển hình l N-salixilidenetylamin hoặc N,N’disalixilidenetylamin, EDTA (etylendiamin tetra axetic), benzotriazon

3 Phụ gia ức chế ăn mòn

- Trong quá trình làm việc, các bề mặt kim loại tiếp xúc với dầu bôi trơn rất

dễ bị ăn mòn bởi các tác nhân có tính axit như các axit hữu cơ hoặc vô cơ,các hợp chất hoạt động chứa S, các peoxit do vậy dầu bôi trơn phải cóphụ gia ức chế ăn mòn

- Các phụ gia này hấp phụ lên bề mặt kim loại tạo thành một màng bảo vệ(màng này còn có tác dụng thụ động hoá kim loại) Màng bảo vệ này sẽ

phải dính chặt lên bề mặt kim loại tránh bị tróc ra bởi các chất phân tánhoặc tẩy rửa.

- Các phụ gia điển hình l ZnDDP, limonen sunfua, pinenphotphosunfua,benzothiazol

4 Phụ gia ức chế gỉ

- Các chất ức chế gỉ ngăn nước thấm qua mng hữu cơ bảo vệ Bằng cách sửdụng các hợp chất phân cực được hấp phụ chọn lọc trên bề mặt kim loại vớitác dụng như màng ngăn chống ẩm

- Các chất ức chế gỉ tác dụng bằng cách phủ lên bề mặt kim loại một màngđẩy nước Các phụ gia điển hình có thể kể tên là axit ankyl suxinic, aminphotphat,sunfonat, ankylthioaxetic

- Các amin hữu cơ và axit ankyl suxinic được dùng trong trường hợp hàmlượng trong dầu nhỏ còn sunfonat kim loại và amin photphat được sử dụngkhi hm lượng nước trong dầu lớn Do khi hàm lượng nước lớn thì độ phâncực của axit tăng làm tăng tính axit sẽ dễ gây ra hiện tượng ăn mòn

5 Phụ gia tẩy rửa

- Với nồng độ 2 – 10 %, các chất tẩy rửa có thể ngăn cản, loại trừ các cặnkhông tan trong dầu, cặn sạn, cacbon và các hợp chất chì trên các bộ phậncủa động cơ đốt trong Chúng tác dụng bằng cách hấp thụ lên các hạt khôngtan, giữ chúng lại trong dầu nhằm giảm tối thiểu cặn lắng và giữ sạch cácchi tiết của động cơ

- Tác nhân quan trọng nhất có tính tẩy rửa là các phụ gia có chứa kim loại,chúng bao gồm:

 Nhóm ưa dầu thường là các hydrocabon mạch di giúp cho phụ gia cóthể tan tốt trong dầu gốc được sử dụng

 Nhóm phân cực thường chứa cá nguyên tố N, O, hoặc P

- Như vậy các chất phân tán được sử dụng đều có chứa các nhóm chức nhưamin, imít, amít hoặc các nhóm hydroxyl-ester nên các polymer như polymetacrylat cũng cho khả năng phân tán

- Mặt khác, do chúng có tính nhớt (chất tăng chỉ số độ nhớt) nên chúng được

sử dụng như các phụ gia phân tán nhiều tác dụng Lượng chất phân tánđược sử dụng nói chung phụ thuộc vào lượng chất rắn cần phải phân tántrong dầu và thường là chiếm từ 0,1 đến 2%

- Các dầu bôi trơn cacte chất lượng hàng đầu hiện nay có chứa tới 8% cácphụ gia phân tán không tro Hiệu quả của các chất phân tán là kết quả của

sự tác động qua lại đặc biệt giữa tác nhân được chặn và chất phân tán

7 Phụ gia tăng chỉ số nhớt

- Phụ gia được sử dụng để làm tăng chỉ số nhớt là các polymer tan đượctrong dầu có tác dụng tăng độ nhớt của dầu mỏ, nghĩa là làm cho tốc độthay đổi độ nhớt của dầu theo nhiệt độ giảm đi ( tăng chỉ số độ nhớt ) cũngnhư để tạo ra các loại dầu mùa đông Các phụ gia này được chia làm hainhóm: dạng hydrocacbon và dạng ester

 Dạng hydrocacbon có các loại :

 copolymer etylen-Propylen, Polyizobutylen,copolymer styren- butadiene

dơ hydro hóa, copolymer styrene-izopren

 Dạng ester gồm :

 polymetacrylat, polyacrylat và các copoly của ester styrenmaleic

- Các chất cải thiện chỉ số độ nhớt được sủ dụng rộng rãi nhất hiện nay là cácpolymer của etylen-propylen ( có thể lên đến 10%) và polyizobutylen ( hàmlượng nhỏ 0,2 – 0,5%)

8 Phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc

- Dầu gốc khoáng có thể chứa sáp Khi dầu bôi trơn được sử dụng hay bảoquản trong môi trường nhiệt độ thấp sáp sẽ kết tinh thành các tinh thể cócấu trúc kiểu lưới và ngăn cản sự chảy của dầu Chính vì vậy trong nhiềuloại dầu bôi trơn cần có phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc

- Mục đích:

 làm chậm quá trình tạo thành các tinh thể sáp bằng cách bao bọc xungquanh hoặc cùng kết tinh với sáp thúc đẩy quá trình tạo thnh các tinhthể nhỏ hơn thay cho các đám sáp vẩn xốp hình thnh khi không có cácphụ gia

 không gây ảnh hưởng tới nhiệt độ kết tủa,lượng và mạng tinh thể sáptách ra

- Hầu hết các phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc l các polime, trong đó có một

số phụ gia cũng có tác dụng cải thiện chỉ số độ nhớt Dải trọng lượng phân

tử của các phụ gia này thấp hơn so với phụ gia cải thiện chỉ số độ nhớtthường từ 5000 – 100000 đvC Điển hình có thể kể tên là các polimeankylmetacrylat, các polime alphaolefin và các copolime, naphtalen đượcankyl hoá, ankylphenol mạch dài

- Các phụ gia tạo bọt hấp phụ lên bọt làm giảm sức căng bề mặt của bọtkhiến cho các bọt tụ lại với nhau thành bọt lớn nổi lên bề mặt và vỡ ra làmthoát không khí ra ngoài

9. Phụ gia chống tạo bọt

- Bọt do không khí trộn mạnh vào dầu nhờn ảnh hưởng xấu tới tính chất bôitrơn, làm tăng sự ôxy hóa của chúng, làm dầu bị tổn thất, ngăn cản sự lưuthông của dầu trong sự tuần hoàn, gây ra hiện tượng bôi trơn không đầy đủ

- Để tránh hoặc giảm sự tạo bọt người ta sử dụng các loại phụ gia chống bọtthấp hơn so với phụ gia cải thiện chỉ số độ nhớt thường từ 5000 – 100000đvC

- Điển hình có thể kể tên là các polime ankylmetacrylat, các polimealphaolefin và các copolime, naphtalen được ankyl hoá, ankylphenol mạchdài

- Các phụ gia tạo bọt hấp phụ lên bọt làm giảm sức căng bề mặt của bọtkhiến cho các bọt tụ lại với nhau thành bọt lớn nổi lên bề mặt và vỡ ra làmthoát không khí ra ngoài

- là hợp chất silicon và hydro có khả năng làm tan sủi bọt nhưng tỷ lệ này rấtnhỏ: 0,001-0,004% Phụ gia cho dầu nhờn bôi trơn là một hợp phần củacông nghệ chất bôi trơn hiện đại, đặc biệt là đối với dầu động cơ

 Các phụ gia chống tạo bọt thường được sử dụng là các silicon lỏng, đặc biệt

là polymetylsiloxan: -((CH3)2 – Si- O)-n là chất chống tạo bọt hiệu quả rấttôt Thông thường các silicon được pha với nồng độ từ 1 đến 20 phần triệu.Một điều cần lưu ý là phụ gia phân tán là chất tạo bọt rất tốt nên đối với cácdầu bôi trơn có pha phụ gia phân tán thì bắt buộc phải pha phụ gia chống tạobọt

10 Phụ gia tribology

- làm giảm ma sát, mi mòn và ngăn cản sự hư hại của bề mặt tiếp xúc Phụgia tribology phát huy tác dụng ở hai chế độ bôi trơn: bôi trơn mng mỏnghỗn hợp và bôi trơn giới hạn

- Phụ gia tribology là một nhóm chất cực kỳ quan trọng được pha vào hầuhết các dầu bôi trơn, đặc biệt là dầu bánh răng và dầu động cơ Chúng cóchức năng làm biến tính ma sát (phụ gia biến tính ma sát FM), giảm mài

mòn (phụ gia chống mi mòn AW) và chịu tải trọng cao (phụ gia cực cápEP).

a Phụ gia chống mài mòn, AW (Anti-Wears)

Trong thực tế có ba dạng mài mòn chính: mài mòn dính (sự tiếp xúc trực tiếpkim loại với kim loại), mài mòn hạt (mài mòn do sự có mặt của các hạt) và màimòn hoá học (do sự tấn công của các chất gây ăn mòn, các chất có tính axit)

Sự tiếp xúc kim loại với nhau có thể ngăn cản được khi cho hợp chất tạo màngvào dầu bôi trơn và nhờ có sự hấp phụ vật lý hoặc phản ứng hoá học mà thường

bị biến dạng do chảy dẻo dẫn tới sự phân bố tải trọng khác đi mà nó bảo vệ được

bề mặt kim loại

 Sự mài mòn dính trong hệ thống bôi trơn xảy ra khi ở các điều kiện tảitrọng,tốc độ và nhiệt độ cao, màng dầu bôi trơn trở nên mỏng đến mức cácchỗ mấp mô trên bề mặt tiếp xúc với nhau

b ZnDDP (Kẽm điankydithiophotphat)

Các hợp chất có photpho nh− tricresyl photphat và các hợp chất của lưuhuỳnh như sunfua, disunfua, molipden dithiocacbonat là các phụ gia chốngmài mòn dính rất tốt

Sự mài mòn hạt là do các hạt, các tạp chất từ bên ngoài đưa vào hoặc docác phần tử từ mi mòn dính gây ra

Cơ chế chủ yếu của sự mài mòn vật liệu là sự cắt vi mô của các vật cứng.Mài mòn hạt có thể ngăn cản được bằng cách lọc để tách các hạt rắn, cứng rakhỏi dầu

 Các phụ gia chống tạo bọt thường được sử dụng là các silicon lỏng, đặc biệt

là polymetylsiloxan: -((CH3)2 – Si- O)-n là chất chống tạo bọt hiệu quả rấttôt Thông thường các silicon được pha với nồng độ từ 1 đến 20 phần triệu.Một điều cần lưu ý là phụ gia phân tán là chất tạo bọt rất tốt nên đối với cácdầu bôi trơn có pha phụ gia phân tán thì bắt buộc phải pha phụ gia chống tạobọt

c Phụ gia tribology

Làm giảm ma sát, mài mòn và ngăn cản sự hư hại của bề mặt tiếp xúc

Phụ gia tribology phát huy tác dụng ở hai chế độ bôi trơn: bôi trơn mng mỏnghỗn hợp và bôi trơn giới hạn

Phụ gia tribology là một nhóm chất cực kỳ quan trọng được pha vào hầu hếtcác dầu bôi trơn, đặc biệt là dầu bánh răng và dầu động cơ Chúng có chức nănglàm biến tính ma sát (phụ gia biến tính ma sát FM), giảm mài mòn (phụ gia chống

mi mòn AW) và chịu tải trọng cao (phụ gia cực cáp EP)

d Phụ gia chống mài mòn, AW (Anti-Wears)

Trong thực tế có ba dạng mài mòn chính: mài mòn dính (sự tiếp xúc trực tiếpkim loại với kim loại), mài mòn hạt (mài mòn do sự có mặt của các hạt) và màimòn hoá học (do sự tấn công của các chất gây ăn mòn, các chất có tính axit).

Sự tiếp xúc kim loại với nhau có thể ngăn cản được khi cho hợp chất tạo màngvào dầu bôi trơn và nhờ có sự hấp phụ vật lý hoặc phản ứng hoá học mà thường

bị biến dạng do chảy dẻo dẫn tới sự phân bố tải trọng khác đi mà nó bảo vệ được

bề mặt kim loại

 Sự mài mòn dính trong hệ thống bôi trơn xảy ra khi ở các điều kiện tảitrọng,tốc độ và nhiệt độ cao, màng dầu bôi trơn trở nên mỏng đến mức cácchỗ mấp mô trên bề mặt tiếp xúc với nhau

 Sự mài mòn hạt là do các hạt, các tạp chất từ bên ngoài đưa vào hoặc docác phần tử từ mi mòn dính gây ra

 Cơ chế chủ yếu của sự mài mòn vật liệu là sự cắt vi mô của các vật cứng.Mài mòn hạt có thể ngăn cản được bằng cách lọc để tách các hạt rắn, cứng

ra khỏi dầu

 Mài mòn hoá học do có các phản ứng hoá học xảy ra trên bề mặt kim loạikết hợp với tác động cọ xát làm cho chỗ kim loại bị ăn mòn bị cắt tách ra.Các axit mạnh được tạo thành trong quá trình sử dụng dầu bôi trơn có thểtấn công vào bề mặt kim loại tạo ra các hợp chất mà chúng dễ bị bóc ra khi

có sự chà xát

Dạng mài mòn này có thể hạn chế được bằng việc sử dụng các chất tẩy rửadạng kiềm cao do có tác dụng trung ho các sản phẩm mang tính axit tồn tạitrong dầu

e Phụ gia cực áp EP (Extreme pressure)

Ngăn ngừa hiện tượng kẹt xước, hàn dính giữa các bề mặt kim loạikhi đang hoạt động dưới áp suất cực lớn (chịu tải trọng rất nặng)

Các phụ gia cực áp tác dụng với các bề mặt kim loại ma sát tạo racác hợp chất mới có ứng suất cắt thấp hơn kim loại gốc nên lớp phủ mớihình thành chịu trượt cắt trước tiên và nhiều hơn so với kim loại

Các phụ gia cực áp được sử dụng rộng rai là các loại dầu béo đượcsunfua hoá, các este, các hydrocacbon như polybuten, dibenzyl disunfua,dibutyl disunfua

11.Phụ gia biến tính ma sát FM (Friction Modifiers)

Là chất làm giảm hệ số ma sát và đạt được sự trượt phẳng nhẵn hoặclàm tăng hệ số ma sát để đạt được sự dừng trượt, làm tăng độ bền của màngdầu và nhờ đó giữ cho bề mặt kim loại tách rời nhau và ngăn không cho lớpdầu bị phá huỷ

Được sử dụng chủ yếu trong dầu động cơ và dầu bánh răng truyềnđộng động cơ

- Phụ gia thuộc loại này bao gồm các hợp chất chứa O, N, S, Mo, Cu và một

số nguyên tố khác Các phụ gia này làm tăng độ bền của màng dầu chủ yếu

do hiện tượng hấp phụ vật lý nhờ đó làm giảm ma sát

- Hợp chất phụ gia FM mạch dài như axit béo, este béo hoặc amin, amit béođược sử dụng.Độ dày và hiệu quả của màng dầu bảo vệ phụ thuộc vào độdài của mạch cacbon (mạch càng dài thì độ dày càng lớn),độ phân cực củanhóm chức, cấu trúc, dầu gốc, kim loại học và nhiệt độ

- Các chất phụ gia loại này thường được sử dụng là: olioleylamit, glyxeronmono oleate, molitden dithio cacbamat

dầu trong nước

- Từ hệ nước trong dầu ta thu được hệ thuỷ lực chông cháy, chất bôi trơndùng trong khoan đá và một vài loại môi trường dùng trong kéo sợi kimloại

- Các chất tạo nhũ thường dùng là các ankenyl suxinimit, các muôi sunfonat,các

axit béo và muối của axit béo, polyankylen glycol, etanol amin Có banhóm chất

tạo nhũ: chất tạo nhũ anion, chất tạo nhũ cation v chất tạo nhũ không ion

- Các chất khử nhũ bao gồm triankyl photphat, polyetylen glycol, ankylamin,

axit cacboxylic

