Звездообразный полимер-модификатор индекса вязкости для композиций масел и композиции масел с ним. Модификаторы вязкости бетонной смеси (стабилизаторы) Полевое испытание противоизносной защиты

Каким образом производитель получает требуемый индекс вязкости по SAE? С помощью специальных веществ – модификаторов вязкости, которые добавляются в масло. Какие бывают модификаторы, чем они отличаются и в каких продуктах используются – читайте в этом материале.

Основная задача МВ (модификаторов вязкости) состоит в снижении зависимости вязкости автомобильных масел от окружающего температурного режима за счет свойств молекул МВ. Последние являют собой полимерные структуры, реагирующие на изменения температуры. Если говорить простым языком, то молекулы МВ при повышении градуса «распускаются», увеличивая вязкость всего «масляного коктейля». А при понижении – «сворачиваются».

Поэтому химическая структура и размер молекул – наиболее важные элементы молекулярной архитектуры модификаторов. Имеется множество типов таких добавок, выбор зависит от специфических обстоятельств. Все выпускаемые сегодня модификаторы вязкости, состоят из алифатических углеродных цепочек. Главные структурные различия находятся в боковых группах, которые отличаются и химически, и по размеру. Эти изменения в химической структуре МВ обеспечивают различные свойства масел, такие как способность к загустеванию, зависимость вязкости от температуры, окислительная стабильность и характеристики экономии топлива.

Полиизобутилен (PIB или полибутен) – преобладающие модификаторы вязкости в конце 1950-ых, с тех пор PIB модификаторы были заменены модификаторами других типов, потому что они обычно не обеспечивают удовлетворительную работу при низких температурах и работу дизельных двигателей. Однако низкмолекулярные PIB все еще широко используется в автомобильных трансмиссионных маслах.
Полиметилакрилат (PMA) – PMA модификаторы вязкости содержат алкильные боковые цепочки, которые препятствуют образованию кристаллов воска в масле, таким образом обеспечивая превосходные свойства при низкой температуре.

Олефиновые сополимеры (OCP) – OCP модификаторы вязкости широко используются для моторных масел благодаря их низкой стоимости и удовлетворительной эффективности. Выпускаются различные OCP, отличные, главным образом, по молекулярному весу и отношению этилена к пропилену. Сложные эфиры сополимера стирола и малеинового ангидрида (стироловые эфиры) – стироловые эфиры – мультифункциональные модификаторы вязкости высокой эффективности. Комбинация различных алкильных групп придает маслам, содержащим такие добавки, превосходные свойства при низкой температуре. Стирольные модификаторы вязкости использовались в маслах для энергосберегающих двигателей и по-прежнему используются в трансмиссионных маслах для автоматических коробок передач. Насыщенные стиролдиеновые сополимеры – модификаторы на основе гидрогенизированныз сополимеров стирола с изопреном или бутадиеном способствуют экономии топлива, хорошими характеристиками вязкости при низких температурах и выскокотемпературными свойствами. Насыщенные радиальные полистиролы (STAR) – модификаторы на основе гидрогенизированных радиальных полистирольных модификаторов вязкости показывают хорошее сопротивление сдвигу при относительно низкой стоимости обработки, по сравнению с другими типами модификаторов вязкости. Их свойства при низкой температуре подобны свойствам модификаторов OCP.

Благодаря специально разработанному составу, модификаторы вязкости бетонной смеси позволяют бетону достигнуть оптимальной вязкости, обеспечивая правильный баланс между подвижностью и стойкостью к расслаиванию — противоположными свойствами, проявляющимися при добавлении воды.
В конце 2007, компания BASF Construction Chemicals представила новую разработку, технологию изготовления бетонных смесей Smart Dynamic Construction TM , призванную повысить класс бетона марок подвижности П4 и П5 до более высокого уровня. Бетон, производимый в соответствии с такой технологией, обладает всеми свойствами самоуплотняющегося бетона, при этом процесс его изготовления не сложнее процесса изготовления обычного бетона.
Новая концепция отвечает все возрастающим современным потребностям в использовании более подвижных бетонных смесей и обладает широким спектром преимуществ:

Экономические: благодаря уникальному процессу, происходящему в бетоне, обеспечивается экономия вяжущего и наполнителей с фракцией < 0.125 мм. Стабильная и высокоподвижная бетонная смесь является практически самовыравнивающейся и при укладке не требует уплотнения. Процесс укладки достаточно прост, чтобы производиться при помощи одного оператора, что экономит до 40% рабочего времени. Кроме того, процесс производства почти так же прост, как и изготовление обычного бетона, поскольку смесь малочувствительна к изменениям водосодержания, которые происходят по причине колебания уровня влажности заполнителей.

Экологические: Низкое содержание цемента (менее 380 кг), производство которого сопровождается выбросом CO 2 , повышает экологическую безопасность бетона. Кроме того, благодаря высокой подвижности, бетон полностью плотно охватывает арматуру, предотвращая, таким образом, ее внешнюю коррозию. Эта характеристика повышает долговечность бетона и, как результат, срок службы железобетонного изделия.

Эргономические: благодаря самоуплотняющимся свойствам, данный тип бетона не требует применения виброуплотнения, что помогает рабочим избежать шума и губительной для здоровья вибрации. Помимо этого, состав бетонной смеси обеспечивает бетону низкую жесткость, повышая его удобоукладываемость.

При добавлении стабилизирующей добавки в бетонную смесь на поверхности цементных частиц образуется устойчивый микрогель, что обеспечивает создание «несущего скелета» в цементном тесте и предотвращает расслаивание бетонной смеси. При этом образующийся «несущий скелет» позволяет заполнителю (песок и щебень) свободно перемещаться, и тем самым удобоукладываемость бетонной смеси не изменяется. Такая технология самоуплотняющегося бетона позволяет бетонировать любые конструкции с густым армированием и сложной геометрической формы без применения вибраторов. Смесь в процессе укладки самоуплотняется и выдавливает из себя вовлеченный воздух.

Модификаторы вязкости бетонной смеси (стабилизаторы)

Благодаря специально разработанному составу, модификаторы вязкости бетонной смеси позволяют бетону достигнуть оптимальной вязкости, обеспечивая правильный баланс между подвижностью и стойкостью к расслаиванию - противоположными свойствами, проявляющимися при добавлении воды.

В конце 2007, компания BASF Construction Chemicals представила новую разработку, технологию изготовления бетонных смесей Smart Dynamic ConstructionTM , призванную повысить класс бетона марок подвижности П4 и П5 до более высокого уровня. Бетон, производимый в соответствии с такой технологией, обладает всеми свойствами самоуплотняющегося бетона, при этом процесс его изготовления не сложнее процесса изготовления обычного бетона.

Новая концепция отвечает все возрастающим современным потребностям в использовании более подвижных бетонных смесей и обладает широким спектром преимуществ:

Экономические: благодаря уникальному процессу, происходящему в бетоне, обеспечивается экономия вяжущего и наполнителей с фракцией <0.125mm. Стабильная и высокоподвижная бетонная смесь является практически самовыравнивающейся и при укладке не требует уплотнения. Процесс укладки достаточно прост, чтобы производиться при помощи одного оператора, что экономит до 40% рабочего времени. Кроме того, процесс производства почти так же прост, как и изготовление обычного бетона, поскольку смесь малочувствительна к изменениям водосодержания, которые происходят по причине колебания уровня влажности заполнителей.

Экологические: Низкое содержание цемента (менее 380 кг), производство которого сопровождается выбросом CO2, повышает экологическую безопасность бетона. Кроме того, благодаря высокой подвижности, бетон полностью плотно охватывает арматуру, предотвращая, таким образом, ее внешнюю коррозию. Эта характеристика повышает долговечность бетона и, как результат, срок службы железобетонного изделия.

Эргономические: благодаря самоуплотняющимся свойствам, данный тип бетона не требует применения виброуплотнения, что помогает рабочим избежать шума и губительной для здоровья вибрации. Помимо этого, состав бетонной смеси обеспечивает бетону низкую жесткость, повышая его удобоукладываемость.

При добавлении стабилизирующей добавки в бетонную смесь на поверхности цементных частиц образуется устойчивый микрогель, что обеспечивает создание «несущего скелета» в цементном тесте и предотвращает расслаивание бетонной смеси. При этом образующийся «несущий скелет» позволяет заполнителю (песок и щебень) свободно перемещаться, и тем самым удобоукладываемость бетонной смеси не изменяется. Такая технология самоуплотняющегося бетона позволяет бетонировать любые конструкции с густым армированием и сложной геометрической формы без применения вибраторов. Смесь в процессе укладки самоуплотняется и выдавливает из себя вовлеченный воздух.

Материалы:

RheoMATRIX 100
Высокоэффективная добавка - модификатор вязкости (VMA) для литых бетонов
Техническое описание RheoMATRIX 100

MEYCO TCC780
Жидкий модификатор вязкости для улучшения прокачиваемости бетона (Total Consistency Control system).
Техническое описание MEYCO TCC780

Эволюция двигателя внутреннего сгорания последние 150 лет его истории представляет собой процесс неуклонного повышения производительности и эффективности этой машины по преобразованию скрытой химической энергии топлива в механическую работу.

С момента появления первого четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания, построенного инженером-изобретателем Николаусом Августом Отто в 1876 году, конструкция и рабочие характеристики ДВС изменились до неузнаваемости. Несмотря на более ранние попытки построить работоспособный ДВС, годом рождения четырёхтактного двигателя специалисты всё-таки считают именно 1876, ведь с этого момента начинается эпоха научного подхода в конструировании двигателей внутреннего сгорания. Именем инженера Отто назван термодинамический цикл, лежащий в основе рабочего процесса бензинового ДВС, который так и называется «цикл Отто». Все моторостроители мира используют только этот термин, понимая друг друга с полуслова.

Николаус Август Отто

Двигатель Отто постройки 1876 года

Рис. 3 Крестовина карданного вала

Рис. 4 Чашка крестовины в сборе с игольчатой обоймой

Традиционной смазкой для карданных крестовин в нашей стране считается смазка №158. Седовласые механики помнят историю о, якобы, авиационном её происхождении. Но единственным звеном, связующим эту заурядную автотракторную смазку с авиацией, оказалось базовое масло МС-20, которое считается авиационным. Из всех достоинств МС-20 лишь сообщало смазке №158 необходимые вязкостно-нагрузочные свойства. Это уже позднее пластичные смазки с вязкостью базового масла 220 сСт настолько прочно утвердились в автотракторной технике, что стало трудно представить себе что-то иное.

Кстати, красивый синий цвет 158-й придаёт специальный пигмент – фталоцианин меди, который сообщает смазке некоторые антиокислительные и трибологические свойства. Увы, с точки зрения последних достижений этих скромных качеств недостаточно и современные смазки легируются современными высокоэффективными присадочными композициями. А синий цвет, ставший традиционным маркером универсальных автомобильных смазок, обеспечивается просто синим красителем. Функционального назначения он не имеет.

В качестве примера современной смазки для карданных крестовин рассмотрим популярную в России синюю автомобильную смазку Elit X EP 2 от компании АРГО . Вот её характеристики:

Из приведенных характеристик смазки Elit X обращает на себя внимание нагрузка сваривания 2930 Ньютон, вдвое превышающая данные показатель смазки №158, а также максимальная температура применения до +160ºС. Высокотемпературные свойства смазки №158 едва превышали 100ºС. Однако основным практическим достоинством современных автомобильных смазок выступает их универсальность. Смазки на минеральном масле вязкостью 160-220 сСт и комплексно-литиевом загустителе применяются для обслуживания всех узлов шасси автомобиля или гусеничной тележки трактора.

На этом обзор завершаем, а о других смазочных материалах для автомобилей и оборудования читайте, друзья, в нашем блоге на сайте компании МКСМ.

Что такое Вязкость?

Вязкость это сопротивление текучей среды к потоку. Когда один слой жидкости скользит через другой слой той же жидкости, всегда есть некий уровень сопротивления между этими потоками. Когда величина этого сопротивления высока, то жидкость считается имеющей высокую вязкость и как следствие течет толстым слоем, например как мед. Когда сопротивление потока жидкости является низким, то жидкость считается имеющей низкую вязкость и ее слой очень тонкий, например как оливковое масло.

Поскольку вязкость многих жидкостей изменяется при изменении температуры, важно учитывать, что жидкость должна обладать подходящей вязкостью при различных температурах.

Вязкость для моторного масла.

Моторные масла должны смазывать компоненты мотора во всех пределах нормального рабочего диапазона температуры в двигателе. Низкие температуры, как правило, утолщают поток моторного масла, что делает более трудной его перекачку. Если смазка будет медленно добираться до основных деталей двигателя, масляное голодание приведет к их чрезмерному износу. Кроме того, густое масло сделает пуск холодного двигателя затрудненным из-за дополнительного сопротивления.

С другой стороны, тепло имеет тенденцию делать масляную пленку тонкой, а в крайних случаях может уменьшить защитные способности масла. Это может привести к преждевременному износу и механическому повреждению поршневых колец и стенок цилиндра. Хитрость заключается в нахождении правильного баланса вязкости, толщины масляной пленки и текучести. Добиться этого способны модификаторы вязкости раствора. Модификаторы вязкости представляют собой полимеры, специально разработанные, чтобы помочь регулировать вязкость смазочного материала в определенном диапазоне температур. Они помогают смазке обеспечивать адекватную защиту и текучесть.

Видео поможет проиллюстрировать три ключевых момента вязкости:
- Жидкое масло течет быстрее, чем густое масло.
- Низкие температуры загущают масла и замедляют их текучесть, в сравнении с более высокими температурами.
- Модификатор вязкости масла может оказать влияние на его производительность.

Регулирование вязкости полимерами.

Два различных моторных масла: масло высокой производительности (с модификаторами) и масло низкого уровня производительности. Оба класса вязкости SAE 10W-40. Химический стакан на левом углу показывает вязкость моторного масла высокой производительности при комнатной температуре. Во втором химическом стакане слева показано, как моторное масло с низкой производительность может загустеть во время использования. Третий химический стакан показывает, как масло с высокой производительностью сохраняет текучесть при -30 ° C. Мензурка в крайнем правом положении иллюстрирует пониженную текучесть моторного масла низкой производительности при -30 ° C.

Изучая химию в школе помним, что полимер представляет собой большую молекулу, которая состоит из множества повторяющихся субъединиц, известных в качестве мономеров. Природные полимеры, такие как янтарь, резина, шелк, дерево являются частью нашей повседневной жизни. Искусственно сделанные полимеры впервые пришли в общее использование в 1930-е годы. Синтетический каучук и нейлоновые чулки:) К 1960, польза от добавления углерода на основе полимеров, который часто применяют в качестве модификаторов вязкости, стала признанной повсеместно.

На протяжении всего этого периода, Lubrizol является лидером в области химии полимеров для моторного масла легковых и грузовых автомобилей. Сегодня, модификаторы вязкости (VMS) являются ключевыми компонентами в большинстве моторных масел. Их роль заключается в оказании помощи смазки, достижения требуемой вязкости и главным образом положительно влиять на изменения вязкости смазывающего вещества при воздействии температурных колебаний.

Классы вязкости

Проще говоря, класс вязкости означает толщину пленки масла. Есть два типа класса вязкости: сезонное и всесезонное. Масла, такие как SAE 30 предназначены для обеспечения защиты двигателя при нормальной рабочей температуре, но у них будет отсутствовать текучесть при низких температурах.

Всесезонные масла обычно используют модификаторы вязкости для достижения большей гибкости. У них идентифицирован диапазон вязкости, например SAE 10W-30. Буква "W" означает, что масло было испытано для использования как в холодную погоду, так и при нормальной для эксплуатации двигателя температурах.

Для более глубокого понимания классов вязкости, полезно использовать примеры. Поскольку всесезонные масла являются стандартом моторных масел для большинства легковых и тяжелых грузовых автомобилей по всему миру сегодня, мы начнем с них.

SAE 5W-30 всесезонный класс вязкости моторного масла, наиболее широко используемый в двигателях легковых автомобилей. Работает как класс вязкости SAE 5 в зимний период, а также в качестве класса вязкости SAE 30 в летнее время. Значение 5W (W обозначает зиму) говорит нам, что масло текучее, и в холодную температуру двигателю будет легче. Масло быстро течет ко всем частям двигателя и экономия топлива улучшается, потому что меньше вязкого сопротивления от масла на двигателе.

30 часть SAE 5W-30 делает масло более вязким (толще пленка) для высокотемпературной защиты в летнее время вождения, сохраняя масло от чрезмерного истончения, не давая произойти контакту металла с металлом внутри двигателя.

Для тяжелых условий эксплуатации дизельных масел в настоящее время применяют более высокие классы вязкости SAE, чем для моторных масел легковых автомобилей. Во всем мире наиболее широко используется класс вязкости SAE 15W-40, который является более вязким (и пленка толще), чем SAE 5W-30. Зимой (5W против 15W) и летом (30 и 40). В целом, чем выше числа класса вязкости SAE, тем более вязкое (толще пленка) масло.

Сезонные масла, например такие как SAE 30 и 40 классов, не содержат полимеры для модификации вязкости при изменении температуры. Использование всесезонного моторного масла, содержащего модификаторы вязкости, позволяет потребителю иметь двойную выгоду от простоты текучести и запуска, сохраняя при этом высокую степень защиты двигателя. Кроме того, в отличие от сезонных моторных масел, потребителю не нужно беспокоиться о переходе с летнего сорта на зимний сорт с учетом сезонных колебаний температуры.

Полимерные модификаторы вязкости.

Типы модификаторов вязкости:
Полиизобутилен (PIB) был преобладающим VМ для моторного масла от 40 до 50 лет тому назад. PIB все еще используется в трансмиссионных маслах благодаря своим выдающимся характеристикам износостойкости. PIB заменены олефиновыми сополимерами (OCP) в моторных маслах из-за их превосходной эффективности и производительности.
Полиметакрилат (PMA) полимеры содержат алкильные боковые цепи, которые препятствуют образованию кристаллов парафина в масле, обеспечивая превосходные низкотемпературные свойства. PMA используются в моторных масел для экономии топлива, трансмиссионных маслах и коробках передач. Как правило, они имеют более высокую стоимость, чем OCP.
Олефиновые полимеры (OCP) нашли широкое применение в моторных маслах из-за их низкой стоимости и удовлетворительной работы. Многие OCP на рынке, различаются по молекулярной массе, и отношением этилена к содержанию пропилена. OCP являются главным полимером, используемым для модификаторов вязкости в моторных маслах.

Styrene Maleic Anhydride Ester Copolymers (Styrene Esters). Сочетание различных алкильных групп, обеспечивает отличные низкотемпературные свойства. Типичные примеры использования являются: эффективное топливо, моторные масла для автоматических коробок передач. Как правило, они имеют высокую стоимость, чем OCP.

Hydrogenated Styrene-Diene Copolymers (SBR) характеризуют выгоды экономии топлива, хорошие низкотемпературные свойства, а также характеристики превосходят большинство других полимеров.

Hydrogenated Radial Polyisoprene polymers полимеры имеют хорошую устойчивость к сдвигу. Их низкотемпературные свойства аналогичны OCP.

Измерение вязкости, кинематическая вязкость
Смазочная промышленность создала и усовершенствовали лабораторные тесты, которыми можно измерить параметры вязкости и спрогнозировать, как будут работать модифицированные моторные масла.
Кинематическая вязкость является наиболее распространенным измерением вязкости используется для моторных масел и является мерой сопротивления потока текучей среды действию силы тяжести. Кинематическая вязкость традиционно используется в качестве руководства при выборе вязкости масла для использования при нормальных рабочих температурах. Капиллярный вискозиметр измеряет расход фиксированного объема жидкости через небольшое отверстие при контролируемой температуре.

Тест на капиллярном вискозиметре высокого давления, который используется для имитации вязкости моторных масел при эксплуатации подшипников коленчатого вала для измерения уровня высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига (HTHS). HTHS может быть связано с долговечностью двигателя при высокой нагрузке и тяжелых условиях службы

Ротационные вискозиметры измеряют сопротивление текучей среды, к потоку, используя крутящий момент на вращающемся валу с постоянной скоростью вращения. Cold Cranking Simulator (CCS). Этот тест измеряет вязкость при низких температурах, чтобы имитировать запуск двигателя при низкой температуре. Масла с высокой вязкостью CCS могут сделать трудным старт двигателя.

Другой распространенный роторный тест вискозиметр является Mini-Rotary Viscometer (MRV). Этот тест изучает способность насоса прокачивать масла после указанного термической истории, которая включает потепление, медленное охлаждение, и циклы холодного замачивания. MRV полезны при прогнозировании моторных масел, склонных к отказам полевых условиях медленного охлаждения (в течение ночи) в холодном климате.

Моторное масло иногда оценивают измерением температуры застывания (ASTM D97) и помутнения (ASTM D2500). Застывание это самая низкая температура, при которой наблюдается движение в масле, когда образец в стеклянной трубке наклонен. Помутнением является температура, при которой сначала наблюдается облако от образования кристаллов парафина. Эти два последние метода сегодня больше не используются и заменены техническими требованиями для низкотемпературной прокачкой и индексом желатинизации.

Уважаемые посетители! При желании, в форме ниже Вы можете оставить свой комментарий. Внимание! Рекламный спам, сообщения не относящиеся к теме статьи, оскорбительного или угрожающего характера, призывающие и/или расжигающие межнациональную вражду будут удалены без объяснений