III. Các tiêu chuẩn cơ bản đánh giá chất lợng dầu nhờn [1]
4.14. Phụ gia Tribology
Phụ gia tribology là một nhóm chất cực kỳ quan trọng đợc bổ xung vào rất nhiều loại dầu bôi trơn, đặc biệt là pha vào dầu bánh răng và dầu động cơ. Chúng còn đợc gọi là phụ gia giới hạn (bôi trơn giới hạn). Các phụ gia này bao gồm các hợp chất hữu cơ, cơ kim và các hợp hợp chất vô cơ.Chúng có thể có chức năng nh phụ gia biến tính ma sát (FM) phụ gia chống mài mòn (AW), phụ gia cực áp (EP). Phụ gia cực áp còn đợc gọi là phụ gia chịu tải trọng cao. Tính năng sử dụng của các loại phụ gia này phụ thuộc vào cấu trúc hoá học của phụ gia và thành phần của dầu gốc.
4.14.1. Phụ gia chống mài mòn.
Phụ gia chống mài mòn gồm các phụ gia Tribology có hiệu lực trong vùng bôi trơn hỗn hợp khi mà sự thẩm thấu màu dầu bị các điểm nhấp nhô trên bề mặt làm gián đoạn. Phụ gia chống mài mòn cũng bao gồm một loạt nhóm hoá chất. Phụ gia chống mài mòn quan trọng nhất và hiệu quả nhất trong việc khống chế hoặc loại trừ mài mòn hệ thống trục khuỷu là kẽm ZnDDP. Các chất phụ gia chống mài mòn có nhiệm vụ tạo ra các hợp chất trung gian dạng phức,
50 3 CH 3 CH 2 CH C n
đặc biệt là các chất chứa lu huỳnh, oxy, photpho, nh kẽm ZnDDP, tricresyl photphat.
Phụ gia tribology kết hợp đợc cả hai chức năng giảm masat và mài mòn. Các hợp chất thuộc nhóm này Molipden dithiophotphat và molipdenđithiocacbamat sử dụng rộng rãi nh các phụ gia giảm masat và mài mòn và làm tăng khả năng chịu tải. Hơn thế nữa chúng còn là các chất ức chế ôxy hoá và ức chế ăn mòn.
4.14.2. Phụ gia cực áp (EP).
Là các chất có hiệu lực trong việc khống chế mài mòn và h hỏng dới điều kiện cặp masat phải chịu tải trọng nặng nghĩa là khi mà số lợng các chỗ tiếp xúc kim loại, kim loại tăng lên và hiện tợng kẹt xớc và hàn dính giữa các bề mặt kim loại đang hoạt động dơí áp suất cực lớn.
Các phụ gia EP thờng chỉ có hiệu lực khi có phản ứng hoá học. Do đó việc sử dụng phụ gia EP thờng nảy sinh vấn đề ăn mòn. Phụ gia EP tác dụng với bề mặt kim loại ma sát tạo ra các hợp chất mới có ứng suất thấp hơn kim loại gốc nên lớp phủ vừa mới hình thành chịu cắt trớc tiên và nhiều hơn
4.14.3. Phụ gia biến tính ma sát (FM).
Phụ gia FM đợc mô tả nh là chất giảm hệ số ma sát và đặt đợc sự trợt phẳng nhẵn hoặc làm tăng hệ số ma sát để đạt đợc sự dừng trợt
Thông thờng phụ gia loại này làm tăng độ bề của màng dầu và nhờ đó giữ đợc cho bề mặt kim loại tách rời nhau và ngăn không cho lớp dầu bị phá huỷ. Nói chung, chúng đợc sử dụng khi cần tạo ta chuyển động trợt êm không có suy động và khi cần có hệ số ma sát nhỏ nhất. 3 CH 3 CH 3 CH O O O O P
Phụ gia biến tính masat bao gồm nhiều loại hợp chất chứa oxi, nitơ, lu huỳnh, molipden, Cu và các nguyên tố khác. Các phụ gia này làm tăng độ bền của màng dầu chủ yếu cho hiện tợng hấp phụ vật lý nhờ đó làm giảm masat.
Độ bền của màng dầu liên quan đến độ dài mạch ankyl trong phân tử phụ gia FM. Phụ gia còn bao gồm các hợp chất molipden sunfua và graphit. Phụ gia FM hấp phụ bề mặt kim loại và làm tách bề mặt tiếp xúc với số của các biến số sau
+ Độ dài mạch: Mạch càng dài thì màng dầu càng dầy
+ Độ phân cực của nhóm chức: Độ phân cực càng mạnh thì độ dày và độ bám dính của màng dầu càng lớn
+ Cấu trúc: Phân tử dạng thanh mảnh dễ bó chặt hơn là dạng phân tử nhiều nhánh bền
+ Nồng độ: Cho tới một nồng độ tới hạn thì việc tăng nồng độ của phụ gia FM làm cho hiệu quả của nó tăng lên.
Sau đó việc gia tăng nồng độ có thể sẽ không kinh tế hoặc làm suy thoái hiệu ứng giảm masat
+ Dầu gốc kể cả kích thớc của phân tử dầu gốc lẫn sự có mặt của phân tử phân cực có thể làm ảnh hởng đến sự hình thành màng dầu.
Kim loại bọc: Nhiệt độ hấp phụ trên bề mặt kim loại càng cao thì màng dầu càng bền vững.
Nhiệt độ: Nếu nhiệt độ quá cao phân tử và làm cho màng yếu đi