Betona viskozitātes modifikatori (stabilizatori)
Pateicoties īpaši izstrādātajai formulai, betona maisījuma viskozitātes modifikatori ļauj betonam sasniegt optimālu viskozitāti, nodrošinot pareizo līdzsvaru starp veiklību un izturību pret atslāņošanos, kas ir pretējas īpašības, kas rodas, pievienojot ūdeni.
2007. gada beigās BASF Construction Chemicals ieviesa jaunu izstrādi Smart Dynamic ConstructionTM betona maisījuma tehnoloģiju, kas izstrādāta, lai uzlabotu P4 un P5 betonu līdz augstākai pakāpei. Betonam, kas ražots saskaņā ar šo tehnoloģiju, ir visas pašblīvējošo betona īpašības, savukārt tā ražošanas process nav sarežģītāks par parastu betonu.
Jaunā koncepcija atbilst mūsdienu arvien pieaugošajai vajadzībai pēc elastīgākiem betona maisījumiem un piedāvā plašu priekšrocību klāstu:
Ekonomisks: pateicoties unikālajam procesam, kas notiek betonā, tiek saglabāta saistviela un pildvielas ar daļu<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.
Vide: zemais cementa saturs (mazāk nekā 380 kg), kura ražošana ir saistīta ar CO2 emisiju, palielina betona videi draudzīgumu. Turklāt, pateicoties lielai mobilitātei, betons pilnībā nosedz stiegrojumu, tādējādi novēršot tā ārējo koroziju. Šī īpašība palielina betona izturību un līdz ar to arī dzelzsbetona izstrādājuma kalpošanas laiku.
Ergonomisks: Pašblīvējošo īpašību dēļ šāda veida betonam nav jāizmanto vibroblīvēšana, kas palīdz darbiniekiem izvairīties no trokšņa un veselībai kaitīgas vibrācijas. Turklāt betona maisījuma sastāvs nodrošina betonu ar zemu stingrību, palielinot tā apstrādājamību.
Pievienojot betona maisījumam stabilizējošu piedevu, uz cementa daļiņu virsmas veidojas stabils mikrogēls, kas nodrošina "nesošā skeleta" veidošanos cementa pastā un novērš betona maisījuma atslāņošanos. Tajā pašā laikā iegūtais "nesošais skelets" ļauj pildvielai (smiltīm un šķembām) brīvi pārvietoties, un tādējādi betona maisījuma apstrādājamība nemainās. Šī pašblīvējošā betona tehnoloģija ļauj betonēt jebkuras konstrukcijas ar blīvu stiegrojumu un sarežģītām ģeometriskām formām, neizmantojot vibratorus. Ieklāšanas procesā esošais maisījums pats sablīvē un izspiež līdzi ievilkto gaisu.
Materiāli:
RheoMATRIX 100
Augstas veiktspējas viskozitātes modifikācijas piedeva (VMA) ielietam betonam
Tehniskais apraksts RheoMATRIX 100
MEYCO TCC780
Šķidrais viskozitātes modifikators betona sūknējamības uzlabošanai (Total Consistency Control sistēma).
Tehniskais apraksts MEYCO TCC780
Kas ir viskozitāte?
Viskozitāte ir šķidruma pretestība plūsmai. Kad viens šķidruma slānis slīd cauri citam tā paša šķidruma slānim, starp šīm plūsmām vienmēr ir zināms pretestības līmenis. Ja šīs pretestības vērtība ir augsta, tiek uzskatīts, ka šķidrums ir ar augstu viskozitāti, un rezultātā tas plūst biezā slānī, piemēram, kā medus. Ja šķidruma plūsmas pretestība ir zema, tiek uzskatīts, ka šķidrumam ir zema viskozitāte un tā slānis ir ļoti plāns, piemēram, olīveļļa.
Tā kā daudzu šķidrumu viskozitāte mainās atkarībā no temperatūras, ir svarīgi ņemt vērā, ka šķidrumam ir jābūt pareizai viskozitātei dažādās temperatūrās.
Viskozitāte motoreļļai.
Motoreļļām jāieeļļo dzinēja sastāvdaļas visā motora normālās darba temperatūras diapazonā. Zema temperatūra mēdz sabiezēt motoreļļas plūsmu, apgrūtinot tās sūknēšanu. Ja smērviela lēnām nokļūst galvenajās dzinēja daļās, eļļas bads izraisīs to pārmērīgu nodilumu. Turklāt bieza eļļa apgrūtinās auksta dzinēja iedarbināšanu papildu pretestības dēļ.
No otras puses, karstums mēdz retināt eļļas plēvi un ārkārtējos gadījumos var samazināt eļļas aizsargspējas. Tas var izraisīt priekšlaicīgu virzuļa gredzenu un cilindru sienu nodilumu un mehāniskus bojājumus. Triks ir atrast pareizo viskozitātes, eļļas plēves biezuma un plūstamības līdzsvaru. To var panākt ar šķīduma viskozitātes modifikatoriem. Viskozitātes modifikatori ir polimēri, kas īpaši izstrādāti, lai palīdzētu kontrolēt smērvielas viskozitāti noteiktā temperatūras diapazonā. Tie palīdz smērvielai nodrošināt atbilstošu aizsardzību un plūstamību.
Videoklips palīdzēs ilustrēt trīs galvenos viskozitātes punktus:
- Plāna eļļa plūst ātrāk nekā bieza eļļa.
- Zema temperatūra sabiezē eļļas un palēnina to plūstamību salīdzinājumā ar augstāku temperatūru.
- Eļļas viskozitātes modifikators var ietekmēt tā veiktspēju.
Viskozitātes kontrole ar polimēriem.
Divas dažādas motoreļļas: augstas veiktspējas eļļa (ar modifikatoriem) un zemas veiktspējas eļļa. Abas viskozitātes kategorijas ir SAE 10W-40. Vārglāze kreisajā stūrī parāda augstas veiktspējas motoreļļas viskozitāti istabas temperatūrā. Otrā vārglāze no kreisās puses parāda, cik zemas veiktspējas motoreļļa var sabiezēt lietošanas laikā. Trešā vārglāze parāda, kā augstas veiktspējas eļļa saglabā plūstamību -30 ° C. Vārglāze labajā malā parāda zemas veiktspējas motoreļļas samazinātu plūstamību -30 ° C temperatūrā.
Studējot ķīmiju skolā, atcerieties, ka polimērs ir liela molekula, kas sastāv no daudzām atkārtotām apakšvienībām, kas pazīstamas kā monomēri. Dabiskie polimēri, piemēram, dzintars, gumija, zīds, koks ir daļa no mūsu ikdienas. Mākslīgie polimēri pirmo reizi vispārēji tika izmantoti pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados. Sintētiskās gumijas un neilona zeķes :) Līdz 1960. gadam ieguvumi no oglekļa bāzes polimēru pievienošanas, ko bieži izmanto kā viskozitātes modifikatorus, tika plaši atzīti.
Visā šajā periodā Lubrizol ir bijis līderis vieglo automašīnu un kravas automašīnu motoreļļu polimēru ķīmijā. Mūsdienās viskozitātes modifikatori (VMS) ir galvenās sastāvdaļas lielākajā daļā motoreļļu. To uzdevums ir palīdzēt eļļošanai, sasniegt nepieciešamo viskozitāti un galvenokārt pozitīvi ietekmēt smērvielas viskozitātes izmaiņas, ja tās ir pakļautas temperatūras svārstībām.
Viskozitātes pakāpes
Vienkārši sakot, viskozitātes pakāpe attiecas uz eļļas plēves biezumu. Ir divu veidu viskozitātes pakāpe: sezonālā un jebkuros laikapstākļos. Eļļas, piemēram, SAE 30, ir paredzētas, lai nodrošinātu dzinēja aizsardzību normālā darba temperatūrā, bet neplūst zemā temperatūrā.
Daudzpakāpju eļļās parasti tiek izmantoti viskozitātes modifikatori, lai panāktu lielāku elastību. Tiem ir noteikts viskozitātes diapazons, piemēram, SAE 10W-30. "W" norāda, ka eļļa ir pārbaudīta lietošanai gan aukstā laikā, gan normālā dzinēja darba temperatūrā.
Lai dziļāk izprastu viskozitātes pakāpes, ir lietderīgi izmantot piemērus. Tā kā daudzpakāpju eļļas mūsdienās ir motoreļļas standarts lielākajai daļai automašīnu un smago kravas automašīnu visā pasaulē, mēs sāksim ar tām.
SAE 5W-30 ir visu sezonu motoreļļas viskozitātes pakāpe, ko visplašāk izmanto vieglo automašīnu dzinējos. Darbojas kā SAE 5 ziemā un kā SAE 30 vasarā. Vērtība 5W (W apzīmē ziemu) norāda, ka eļļa ir šķidra, un dzinējs būs vieglāks aukstā temperatūrā. Eļļa ātri plūst uz visām dzinēja daļām un uzlabojas degvielas ekonomija, jo ir mazāka eļļas pretestība pret dzinēju.
30 daļa SAE 5W-30 padara eļļu viskozāku (biezāku plēvi), lai nodrošinātu aizsardzību pret augstu temperatūru vasaras braukšanas laikā, neļaujot eļļai kļūt pārāk plānai, novēršot metāla saskari ar metālu dzinēja iekšpusē.
Smagas slodzes dīzeļeļļām pašlaik tiek izmantotas augstākas SAE viskozitātes kategorijas nekā vieglo automašīnu motoreļļām. Visplašāk izmantotā viskozitātes pakāpe pasaulē ir SAE 15W-40, kas ir viskozāka (un plēve biezāka) nekā SAE 5W-30. Ziema (5W pret 15W) un vasara (30 un 40). Kopumā, jo augstāki SAE viskozitātes pakāpes skaitļi, jo viskozāka (biezāka plēve) ir eļļa.
Sezonas eļļas, piemēram, SAE 30 un 40 klases, nesatur polimērus, kas maina viskozitāti temperatūras izmaiņu ietekmē. Daudzpakāpju motoreļļas, kas satur viskozitātes modifikatorus, izmantošana ļauj lietotājam gūt dubultu labumu — vieglu plūsmu un iedarbināšanu, vienlaikus saglabājot augstu dzinēja aizsardzības pakāpi. Turklāt, atšķirībā no sezonālajām motoreļļām, patērētājam nav jāuztraucas par pāreju no vasaras klases uz ziemas klasi sezonālo temperatūras svārstību dēļ.
polimēru viskozitātes modifikatori.
Viskozitātes modifikatoru veidi:
Poliizobutilēns (PIB) pirms 40 līdz 50 gadiem bija dominējošais motoreļļas VM. Pateicoties izcilajām nodiluma īpašībām, PIB joprojām tiek izmantots transmisijas eļļās. PIB ir aizstāti ar olefīna kopolimēriem (OCP) motoreļļās to izcilās efektivitātes un veiktspējas dēļ.
Polimetakrilāts (PMA) polimēri satur alkilsānu ķēdes, kas kavē parafīna kristālu veidošanos eļļā, nodrošinot lieliskas zemas temperatūras īpašības. PMA izmanto degvielas ekonomijas motoreļļās, pārnesumu eļļās un transmisijās. Parasti tiem ir augstākas izmaksas nekā OCP.
Olefīna polimēri (OCP) ir atraduši plašu pielietojumu motoreļļās to zemo izmaksu un apmierinošās veiktspējas dēļ. Daudzi tirgū pieejamie OCP atšķiras pēc molekulmasas un etilēna un propilēna satura attiecības. OCP ir galvenais polimērs, ko izmanto viskozitātes modifikatoriem motoreļļās.
Stirola maleīnskābes esteru kopolimēri (stirola esteri). Dažādu alkilgrupu kombinācija nodrošina lieliskas zemas temperatūras īpašības. Tipiski lietošanas gadījumi ir: efektīvas degvielas, motoreļļas automātiskajām pārnesumkārbām. Parasti tiem ir augstākas izmaksas nekā OCP.
Hidrogenēti stirola-diēna kopolimēri (SBR) raksturo degvielas ekonomijas priekšrocības, labas zemas temperatūras īpašības un veiktspēju, kas ir labāka nekā vairumam citu polimēru.
Hidrogenēti radiālie poliizoprēna polimēri polimēriem ir laba bīdes stabilitāte. To zemās temperatūras īpašības ir līdzīgas OCP īpašībām.
Viskozitātes mērīšana, kinemātiskā viskozitāte
Smērvielu nozare ir izveidojusi un uzlabojusi laboratorijas testus, kas var izmērīt viskozitātes parametrus un paredzēt modificēto motoreļļu darbību.
Kinemātiskā viskozitāte ir visizplatītākais viskozitātes mērījums, ko izmanto motoreļļām, un tas ir šķidruma plūsmas pretestības gravitācijas mērs. Kinemātiskā viskozitāte tradicionāli tiek izmantota kā ceļvedis, izvēloties eļļas viskozitāti lietošanai normālā darba temperatūrā. Kapilārais viskozimetrs mēra fiksēta tilpuma šķidruma plūsmu caur nelielu atveri kontrolētā temperatūrā.
Augstspiediena kapilārā viskozimetra tests, ko izmanto, lai modelētu motoreļļu viskozitāti kloķvārpstas gultņu lietojumos, lai izmērītu augstas temperatūras augstas bīdes viskozitātes (HTHS) līmeņus. HTHS var būt saistīts ar dzinēja izturību pie lielas slodzes un smagos ekspluatācijas apstākļos
Rotācijas viskozimetri mēra šķidruma pretestību plūsmai, izmantojot griezes momentu uz rotējošas vārpstas nemainīgā ātrumā. Aukstās iedarbināšanas simulators (CCS). Šis tests mēra viskozitāti zemā temperatūrā, lai simulētu dzinēja iedarbināšanu zemā temperatūrā. Eļļas ar augstu CCS viskozitāti var apgrūtināt dzinēja iedarbināšanu.
Vēl viens izplatīts rotējošā viskozimetra tests ir Mini-Rotary Viscometer (MRV). Šis tests pārbauda sūkņa spēju sūknēt eļļas pēc noteiktas termiskās vēstures, kas ietver sasilšanas, lēnas dzesēšanas un aukstās uzsūkšanas ciklus. MRV ir noderīgas, lai prognozētu dzinēja eļļas, kuras ir pakļautas atteicei lēnas dzesēšanas (pa nakti) lauka apstākļos aukstā klimatā.
Motoreļļu dažreiz novērtē ar sastingšanas punkta (ASTM D97) un duļķainības punkta (ASTM D2500) mērījumiem. Lešanas punkts ir zemākā temperatūra, pie kuras eļļā tiek novērota kustība, kad paraugs stikla mēģenē ir sasvērts. Migla ir temperatūra, kurā pirmo reizi tiek novērots mākonis no parafīna kristālu veidošanās. Šīs pēdējās divas metodes mūsdienās vairs neizmanto, un tās ir aizstātas ar zemas temperatūras sūknēšanas un želatinizācijas indeksa specifikācijām.
Cienījamie apmeklētāji! Ja vēlaties, varat atstāt savu komentāru zemāk esošajā formā. Uzmanību! Reklāmas mēstules, ziņas, kas nav saistītas ar raksta tēmu, aizskarošas vai draudošas, kūdošas un/vai rosinošas uz etnisku naidu, tiks dzēstas bez paskaidrojuma
Tiek apgalvots, ka zemas viskozitātes eļļas nodrošina aizsardzību pat piespiedu dīzeļdzinējiem. Kādas ir šī paziņojuma iezīmes? Mēģināsim to izdomāt.
Lai zemas viskozitātes eļļas nodrošinātu pietiekamu aizsardzību smago iekārtu un kravas automašīnu dīzeļdzinējiem, ir svarīgi detalizēti izpētīt bīdes stabilitāti. Izabella Goldmints, Infineum berzes modifikatoru vadošā zinātniece, stāsta par dažiem pasākumiem, kas tiek veikti, lai izpētītu dažādu daudzpakāpju motoreļļu spēju saglabāt savu viskozitāti.
Bažas par vides un ekonomikas jautājumiem ir devušas impulsu būtiskām izmaiņām modernizēto dīzeļdzinēju konstrukcijā, īpaši attiecībā uz emisiju kontroli, trokšņu kontroli un barošanu. Jaunās prasības rada lielāku slodzi smērvielām, un arvien vairāk tiek sagaidīts, ka modernās smērvielas nodrošinās izcilu dzinēja aizsardzību garos nomaiņas intervālos. Izaicinājumu papildina dzinēju ražotāju (OEM) prasības nodrošināt smērvielas ar degvielas ietaupījumu, samazinot berzes zudumus. Tas nozīmē, ka turpinās samazināties smagajai tehnikai un kravas automašīnām paredzēto motoreļļu viskozitāte.
Daudzpakāpju eļļas un viskozitātes modifikatori
Kurta Orbana 90 cikla tests ir veiksmīgi izmantots, lai noteiktu eļļu bīdes stabilitāti.
Viskozitātes uzlabotāji (VII) tiek pievienoti motoreļļām, lai palielinātu viskozitātes indeksu un nodrošinātu daudzpakāpju eļļas. Eļļas, kas satur viskozitātes modifikatorus, kļūst par neņūtona šķidrumiem. Tas nozīmē, ka to viskozitāte ir atkarīga no bīdes ātruma. Ar šādu eļļu lietošanu ir saistītas divas parādības:
- Īslaicīgs viskozitātes zudums pie lielas bīdes ātruma – polimēri izlīdzinās plūsmas virzienā, kā rezultātā eļļa ir atgriezeniski atšķaidīta.
- Neatgriezeniski bīdes zudumi, ja polimēri saplīst — izturība pret šādu lūzumu ir bīdes stabilitātes mērs.
Kopš to ieviešanas daudzpakāpju eļļas ir pastāvīgi pārbaudītas, lai noteiktu gan jauno, gan esošo eļļu bīdes stabilitāti.
Piemēram, lai modelētu pastāvīgu viskozitātes zudumu piespiedu dīzeļdzinējos, tiek veikts tests uz inžektoru statīva saskaņā ar Kurta Orbana metodi 90 cikliem. Šis tests ir veiksmīgi izmantots, lai noteiktu eļļu bīdes stabilitāti, un tas ir cieši saistīts ar rezultātiem, kas iegūti 2003. gadā un vēlākos dzinējos.
Tomēr pastiprinātie dīzeļdzinēji mainās, pasliktinot apstākļus, kas izraisa smērvielas viskozitātes izmaiņas. Ja vēlamies, lai eļļas arī turpmāk nodrošinātu drošu aizsardzību pret nodilumu visā iztukšošanas intervālā, mums pilnībā jāizprot procesi, kas notiek vismodernākajos dzinējos.
Dzinēja konstrukcijai nepieciešama papildu pārbaude
Lai nodrošinātu atbilstību NOx emisiju noteikumiem, dzinēju ražotāji vispirms ieviesa izplūdes gāzu recirkulācijas (EGR) sistēmas. Izplūdes gāzu recirkulācijas (atkārtotas padeves) sistēma veicina sodrēju uzkrāšanos karterī, un lielākajā daļā dzinēju, kas ražoti pirms 2010. gada, nosusināto eļļu kvēpu piesārņojums bija 4-6%. Tā rezultātā tika izstrādātas API CJ-4 eļļas, kas varētu izturēt smagu kvēpu piesārņojumu un neuzrādīt pārmērīgu viskozitātes pieaugumu.
Tomēr, lai izpildītu gandrīz NOx izplūdes gāzu prasības, ražotāji tagad aprīko modernus dzinējus ar sarežģītākām izplūdes gāzu pēcapstrādes sistēmām, tostarp selektīvās katalītiskās reducēšanas (SCR) sistēmām. Šī novatoriskā tehnoloģija nodrošina efektīvāku dzinēja veiktspēju un ievērojami samazina kvēpu veidošanos, salīdzinot ar dzinējiem, kas ražoti pirms 2010. gada, kas nozīmē, ka kvēpu piesārņojumam tagad ir niecīga ietekme uz eļļas viskozitāti.
Šīs izmaiņas kopā ar citiem nozīmīgiem sasniegumiem dzinēju tehnoloģijā nozīmē, ka tagad ir svarīgi izpētīt komerciālo viskozitātes modifikatoru piedevu komplektu potenciālu, kas tiek pievienots modernajām API CJ-4 eļļām, ko izmanto tajos dzinējos, kas atbilst jaunajiem emisiju standartiem.
Tajā pašā laikā ir jāsaprot, vai laboratorijas testi, ko izmantojam, lai novērtētu smērvielu veiktspēju, joprojām ir efektīvi un labi korelē ar faktiskajiem šo materiālu izmantošanas rezultātiem mūsdienu dzinējos.
Viena no svarīgākajām eļļas īpašībām ir tās viskozitātes saglabāšana visā iztukšošanas intervālā, un svarīgāk nekā jebkad ir izprast viskozitātes modifikatora funkciju daudzpakāpju eļļās. Paturot to prātā, Infenium veica vairākas viskozitātes modifikatora (turpmāk tekstā MV) laboratorijas un lauka testus, lai detalizēti izpētītu mūsdienu smērvielu veiktspēju.
Nodiluma aizsardzības lauka pārbaude
Pētnieciskā darba pirmais posms bija smērvielas veiktspējas raksturlielumu noteikšana, kad to lieto uz vietas. Lai to izdarītu, Infineum veica dažāda veida MW lauka pārbaudi dažādas viskozitātes eļļām. Izmantotie dzinēji bija ļoti izturīgi pret bīdi un zemu kvēpu dzinēju, kas ir tipiski modeļi, kas sastopami mūsdienu kravas automašīnās vai smagajā aprīkojumā.
Divi populārākie MF veidi ir hidrogenēti stirola-butadiēna kopolimēri (HBR) un olefīna kopolimēri (SPO). Testā izmantotās viskozitātes kategorijas SAE 15W-40 un 10W-30 saturēja šos polimērus un tika veidotas no II grupas bāzes eļļām ar API CJ-4 saderīgu piedevu paketi. Testa laikā eļļas tika mainītas ar aptuveni 56 km intervālu, un tajā laikā tika ņemti paraugi, kas tika pārbaudīti pēc vairākiem parametriem. Pirmais bija tas, ka visas izmantotās eļļas saglabāja gan kinemātisko viskozitāti 100 °C temperatūrā, gan augstas temperatūras augstas bīdes viskozitāti pie 150 °C (HTHS), neatkarīgi no to MW satura.
Īpaša uzmanība ir pievērsta arī metāla nodiluma izstrādājumiem, jo tiek izmantotas zemas viskozitātes eļļas, lai nodrošinātu atbilstošu degvielas ekonomiju, un daži ražotāji ir pauduši bažas par šo zemas viskozitātes eļļu spēju adekvāti aizsargāt pret nodilumu. Tomēr testa laikā nevienam eļļas paraugam nebija nekādu nodiluma problēmu, ko mēra pēc izmantotās eļļas nodiluma metāla satura — nebija faktiskas atšķirības starp eļļām ar dažāda veida MW vai atšķirīgu viskozitāti.
Visas lauka testā izmantotās eļļas bija diezgan efektīvas, lai aizsargātu pret nodilumu testa laikā. Tāpat visā eļļas maiņas intervālā bija minimāls viskozitātes kritums.
Nākotnes PC-11 eļļas
Tomēr smērvielu viskozitāte turpina samazināties, un ir svarīgi sagatavoties nākamās paaudzes motoreļļām. Ziemeļamerikā ir pieņemta PC-11 kategorija, kuras ietvaros tiek ieviesta jauna “degvielu taupoša” apakškategorija PC-11 B. Tai pēc viskozitātes atbilstošās eļļas tiks klasificētas kā SAE xW-30. ar dinamisku viskozitāti augstā temperatūrā (150 ° C) un liela ātruma bīdes (HTHS) 2,9-3,2 mPa s.
Lai novērtētu PC-11 eļļu turpmākās parādīšanās priekšnoteikumus, vairāki testa paraugi tika sajaukti tā, lai to viskozitāte augstā temperatūrā pie liela bīdes ātruma būtu 3,0-3,1 mPa·s. Viņi izturēja 90 Kurta Orbana testa ciklus un pēc tam tika izmērīta to kinemātiskā viskozitāte (CV 100) un viskozitāte augstā temperatūrā pie liela bīdes ātruma (HTHS viskozitāte pie 150°C). HTHS-CV attiecība šīm eļļām ir līdzīga tai, kas novērota eļļām ar augstu augstas temperatūras viskozitāti pie liela bīdes ātruma. Tomēr, tā kā šie paraugi atrodas SAE viskozitātes pakāpes zemākajā galā, pēc cirpšanas to CV100, visticamāk, nokritīs zem viskozitātes pakāpes robežas nekā HTHS viskozitāte. Tas nozīmē, ka, izstrādājot PC-11 B eļļas, svarīgāk būs saglabāt KB100 viskozitātes pakāpes robežās kinemātiskajai viskozitātei 100 ° C temperatūrā, nevis saglabāt HTHS viskozitāti 150 ° C temperatūrā.
Šādu testu rezultāti liecina, ka viskozitātes zudumi var būt atkarīgi no bāzes eļļas viskozitātes un veida, smērvielas viskozitātes un polimēru koncentrācijas. Turklāt ir skaidrs, ka Kurta Orbana testā zemākas viskozitātes eļļām ir labāka polimēra bīdes stabilitāte pat pie 90 cikliem.
Lauka un stenda testu rezultātu salīdzinājums
Lai apstiprinātu laboratorijā iegūtos rezultātus, Infenium lauka izmēģinājumos analizēja starpparaugus un paraugus, kas ņemti pēc 56 km nomaiņas intervāla. Sola un lauka testu datu salīdzinājums liecina, ka ASTM metode ļauj precīzi paredzēt polimēru bīdi uz lauka pat mūsdienu ļoti paātrinātajos dīzeļdzinējos.
Šis pētījums parāda, ka var būt pārliecināts, ka Kurta Orbana stenda tests 90 ciklos ir labs rādītājs viskozitātes zudumam un viskozitātes pakāpes saglabāšanai, kas sagaidāms, ja eļļas tiek izmantotas mūsdienu dīzeļdzinējos.
Mūsuprāt, tā kā smērvielas ir paredzētas ne tikai aizsardzībai pret nodilumu, bet arī degvielas patēriņa samazināšanai, ir svarīgi ne tikai izvēlēties viskozitātes modifikatoru, kura sastāvs un struktūra nodrošinās augstu bīdes stabilitāti, bet arī pievērst lielu uzmanību kinemātiskā viskozitāte.
Kā darbojas viskozitātes modifikators?
Iespējams, esat saskāries ar "sarkano eļļas kannu" - autobraucēja šausmu stāstu, viens no visticamākajiem tās parādīšanās iemesliem ir viskozitātes modifikatora neatgriezeniskā iznīcināšana. Vienmērīga spiediena pazemināšanās dzinējā eļļas kalpošanas laikā norāda arī uz neplānotu polimēra (MB) iznīcināšanu.
Diemžēl tas nenotiek tik reti, jo brīvajā tirgū ir visas sastāvdaļas motoreļļas (un ne tikai motoreļļas) radīšanai, papildus bāzes eļļai un piedevu iepakojumam, kurā ir gatavi produkti, kas atbilst ražotāju prasībām. prasībām, pārdošanā varat atrast arī viskozitātes modifikatorus.
Ir tikai viena problēma - izejvielu bāze, no kuras tiks formulēts gatavais produkts, ir ļoti atšķirīga kvalitātē, un produkta stabilitātes pētījumi var aizņemt vairākus mēnešus (jūras izmēģinājumi) un ievērojamus līdzekļus.
Nekāda organoleptiskā analīze, bez garšas, krāsas, smaržas nepalīdzēs patērētājam atšķirt kvalitatīvu produktu no zemas kvalitātes. Patērētājs var uzticēties tikai ražotājam, tāpēc viņam rūpīgi jāizvēlas bāzes eļļas un piedevu ražotājs. Pareizā tehnoloģija ir ne tikai piedevu pievienošana, bet arī visu izejvielu izmantošana.
Chevron dara vairāk, nekā tikai rada ekskluzīvas bāzes eļļas. Korporācijas speciālisti izstrādā arī unikālas piedevu sistēmas, kas Texaco smērvielām nodrošina izcilas veiktspējas īpašības. Chevron holdingā ir sava nodaļa piedevu izstrādei un ražošanai - tas ir Chevron Oronite. Uzņēmuma pētniecības un attīstības aktivitātes ir koncentrētas Gentē (Beļģijā), kur 1993. gadā tika atvērts pilnīgi jauns tehnoloģiju centrs, kas aprīkots ar vismodernāko aprīkojumu, centra laboratorijas veic simtiem tūkstošu naftas analīžu gadā, lai nodrošinātu kvalitātes nodrošināšana patērētājam.
Īpaši izstrādāti betona maisījuma viskozitātes modifikatori ļauj betonam sasniegt optimālu viskozitāti, nodrošinot pareizo līdzsvaru starp veiklību un izturību pret atslāņošanos, kas ir pretējas īpašības, kas rodas, pievienojot ūdeni.
2007. gada beigās BASF Construction Chemicals ieviesa jaunu izstrādi Smart Dynamic Construction TM betona maisījumu tehnoloģiju, kas paredzēta P4 un P5 betona uzlabošanai augstākā līmenī. Betonam, kas ražots saskaņā ar šo tehnoloģiju, ir visas pašblīvējošo betona īpašības, savukārt tā ražošanas process nav sarežģītāks par parastu betonu.
Jaunā koncepcija atbilst mūsdienu arvien pieaugošajai vajadzībai pēc elastīgākiem betona maisījumiem un piedāvā plašu priekšrocību klāstu:
Ekonomisks: pateicoties unikālajam procesam, kas notiek betonā, saistviela un pildvielas ar frakciju< 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.
Vide: Zemais cementa saturs (mazāk par 380 kg), kura ražošanu pavada CO 2 emisija, palielina betona videi draudzīgumu. Turklāt, pateicoties lielai mobilitātei, betons pilnībā nosedz stiegrojumu, tādējādi novēršot tā ārējo koroziju. Šī īpašība palielina betona izturību un līdz ar to arī dzelzsbetona izstrādājuma kalpošanas laiku.
Ergonomisks: Pašblīvējošo īpašību dēļ šāda veida betonam nav nepieciešama vibrācijas blīvēšana, kas palīdz darbiniekiem izvairīties no trokšņa un veselībai kaitīgas vibrācijas. Turklāt betona maisījuma sastāvs nodrošina betonu ar zemu stingrību, palielinot tā apstrādājamību.
Pievienojot betona maisījumam stabilizējošu piedevu, uz cementa daļiņu virsmas veidojas stabils mikrogēls, kas nodrošina "nesošā skeleta" veidošanos cementa pastā un novērš betona maisījuma atslāņošanos. Tajā pašā laikā iegūtais "nesošais skelets" ļauj pildvielai (smiltīm un šķembām) brīvi pārvietoties, un tādējādi betona maisījuma apstrādājamība nemainās. Šī pašblīvējošā betona tehnoloģija ļauj betonēt jebkuras konstrukcijas ar blīvu stiegrojumu un sarežģītām ģeometriskām formām, neizmantojot vibratorus. Ieklāšanas procesā esošais maisījums pats sablīvē un izspiež līdzi ievilkto gaisu.
Zvaigznes formas polimēri, ko var izmantot kā viskozitātes indeksa modifikatorus eļļas sastāvos, kas ražoti augstas veiktspējas dzinējiem. Zvaigžņu polimēriem ir tetrabloku kopolimēru atzari, kas satur hidrogenēta poliizoprēna polibutadiēna-poliizoprēna blokus ar polistirola bloku, kas nodrošina izcilu zemas temperatūras veiktspēju smēreļļās, tiem ir labas sabiezēšanas īpašības un tos var reģenerēt kā polimēru skaidas. Polimēru raksturo strukturālā formula ar vismaz četriem monomēru blokiem, katram no blokiem ir raksturīgs molekulmasu diapazons, hidrogenēto blokkopolimēru struktūrā ir polialkenila sakabes līdzeklis. 3 s. un 5 z.p.f-ly, 3 tab.
Tehniskā joma Šis izgudrojums attiecas uz hidrogenētiem izoprēna un butadiēna zvaigžņu polimēriem un eļļas kompozīcijām, kas satur zvaigžņu polimērus. Konkrētāk, šis izgudrojums attiecas uz eļļas kompozīcijām ar izcilām zemas temperatūras īpašībām un sabiezēšanas efektivitāti, kā arī uz zvaigžņu polimēriem ar izcilām apstrādes īpašībām. IZgudrojuma PAMATOJUMS Līdz ar temperatūru mainās smēreļļu viskozitāte. Kopumā eļļas tiek identificētas pēc to viskozitātes indeksa, kas ir eļļas viskozitātes funkcija noteiktā zemā un noteiktā augstā temperatūrā. Šī zemā un augstā temperatūra gadu gaitā ir mainījusies, taču jebkurā laika periodā tās tiek fiksētas ar ASTM testa metodi (ASTM D2270). Šobrīd zemākā testā norādītā temperatūra ir 40°C un augstākā temperatūra ir 100°C. Divām motoru smērvielām ar vienādu kinemātisko viskozitāti 100°C temperatūrā augstāka būs tai, kuras kinemātiskā viskozitāte ir zemāka pie 40°C. viskozitātes indekss. Augstāka viskozitātes indeksa eļļas uzrāda mazākas kinemātiskās viskozitātes izmaiņas no 40 līdz 100 ° C. Kopumā viskozitātes indeksa modifikatori, kas tiek pievienoti motoreļļām, palielina gan viskozitātes indeksu, gan kinemātisko viskozitāti. SAE standarta J300 klasifikācijas sistēma neietver viskozitātes indeksa izmantošanu, lai klasificētu daudzpakāpju eļļas. Tomēr savulaik standarts prasīja noteiktu šķirņu atbilstību zemas temperatūras viskozitātei, kas būtu ekstrapolēta no kinemātiskajiem viskozitātes mērījumiem, kas veikti augstākās temperatūrās, jo tika atzīts, ka zemā temperatūrā pārāk viskozu eļļu izmantošana izraisīja iedarbināšanu. grūtības.dzinējs aukstā laikā. Šī iemesla dēļ priekšroka tika dota universālajām eļļām, kurām bija augstas viskozitātes indeksa vērtības. Šīm eļļām bija zemākā viskozitāte, kas ekstrapolēta uz zemām temperatūrām. Kopš tā laika ASTM ir izstrādājis aukstās palaišanas simulatoru (CCS), ASTM D5293 (agrāk ASTM D2602), mēreni augsta bīdes ātruma viskozimetru, kas saskaņo dzinēja palaišanas ātrumu un dzinēja iedarbināšanu zemās temperatūrās. Mūsdienās SAE J300 standarts nosaka CCS noteiktās kloķa viskozitātes robežas, un viskozitātes indekss netiek izmantots. Šī iemesla dēļ polimērus, kas uzlabo smēreļļu viskozitātes raksturlielumus, dažkārt dēvē par viskozitātes modifikatoriem, nevis par viskozitātes indeksa modifikatoriem. Mūsdienās ir arī atzīts, ka kloķa viskozitāte nav pietiekama, lai pilnībā novērtētu dzinēju smērvielu veiktspēju zemā temperatūrā. SAE J300 standarts arī nosaka, ka sūknēšanas viskozitātes noteikšanai jāizmanto zemas bīdes viskozimetrs, ko sauc par mini-rotācijas viskozimetru (MRV). Šo instrumentu var izmantot viskozitātes un želejas mērīšanai, želeju nosaka, mērot tecēšanas robežu. Šajā testā pirms viskozitātes un tecēšanas robežas noteikšanas eļļu divu dienu laikā lēnām atdzesē līdz iepriekš noteiktai temperatūrai. Ievērojot tecēšanas robežu šajā testā, tiek automātiski izslēgta eļļas padeve, savukārt sūknēšanas viskozitātei jābūt zem šīs robežas, lai aukstā laikā dzinējam noteikti netiktu traucēta eļļas padeve sūknim. Testu dažreiz sauc par TPI-MRV testu, ASTM D4684. Pilnībā izstrādātās daudzfunkcionālās motoreļļās tiek izmantotas daudzas vielas. Papildus galvenajām sastāvdaļām, kas var ietvert parafīnus, naftēnus un pat sintētiski atvasinātus šķidrumus, polimēra VI modifikatoru un nomācošu līdzekli, smērvielai ir pievienotas daudzas piedevas, kas darbojas kā pretnodiluma piedevas, pretrūsas piedevas, mazgāšanas līdzekļi, disperģētāji un depresanti. Šīs smērvielu piedevas parasti tiek sajauktas šķīdinātāja eļļā un parasti tiek sauktas par disperģētāja-inhibitoru paketi vai "DI" kompleksu. Vispārīgā prakse daudzpakāpju eļļas formulēšanā ir jaukt, līdz tiek iegūta vēlamā kinemātiskā un kloķa viskozitāte, kas noteikta SAE J300 ar minētajām SAE kategorijas prasībām. DI komplekts un sastingšanas temperatūras pazeminātājs tiek sajaukti ar VI modifikatora eļļas koncentrātu un vienu bāzes izejvielu vai divām vai vairākām bāzes izejvielām ar dažādām viskozitātes īpašībām. Piemēram, daudzfunkcionālajai eļļai SAE 10W-30 DI komplekta un sastingšanas temperatūras pazeminātāja koncentrācijas var būt nemainīgas, bet HVI 100 neitrāla un HVI 250 neitrāla vai HVI 300 neitrāla bāzes krājumu daudzums kopā ar VI modifikators, var mainīt, lai sasniegtu vēlamo viskozitāti. Sastingšanas temperatūru pazeminoša līdzekļa izvēle parasti ir atkarīga no parafīnu prekursoru veida smērvielas bāzes krājumos. Tomēr, ja pats viskozitātes indeksa modifikators ir pakļauts mijiedarbībai ar parafīnu prekursoriem, var būt nepieciešams pievienot cita veida sastingšanas temperatūru pazeminošu līdzekli vai papildu sastingšanas temperatūru, ko izmanto galvenajām sastāvdaļām, lai kompensētu šo mijiedarbību. Pretējā gadījumā zemas temperatūras reoloģija pasliktināsies, un rezultāts būs eļļas griezums līdz TPI-MRV. Papildu sacietēšanas temperatūras pazeminātāja izmantošana parasti palielina motora smērvielas sastāva ražošanas izmaksas. Kad ir iegūts sastāvs, kuram būs vēlamās kinemātiskās un kloķa viskozitātes, viskozitāti nosaka ar TPI-MRV metodi. Ir vēlama salīdzinoši zema viskozitāte sūknēšanai un bez tecēšanas robežas. Sagatavojot daudzfunkcionālās eļļas, ir ļoti vēlams izmantot VI modifikatoru, kas būtiski nepalielina zemas temperatūras sūknēšanas viskozitāti vai tecēšanas robežu. Tas samazina eļļas sastāva risku, kas var izraisīt sūkņa eļļas padeves pārtraukumu dzinējam, un tas ļauj eļļas ražotājam būt elastīgākam, izmantojot citus komponentus, kas palielina sūkņa viskozitāti. Viskozitātes indeksa modifikatori iepriekš ir aprakstīti US-A-4 116 917, kas ir hidrogenēti zvaigžņu polimēri, kas satur konjugētu diēna kopolimēru hidrogenētus polimēru zarus, tostarp polibutadiēnu, kas iegūts no augstas pakāpes 1,4-butadiēna pievienošanas. US-A-5460739 ir aprakstīti sazarotu zvaigžņu polimēri (EP-EB-EP") kā VI modifikators. Šādiem polimēriem ir labas sabiezēšanas īpašības, taču tos ir grūti izolēt. US-A-5458791 ir aprakstīti zvaigžņu formas polimēri ar zariem (EP-S). -EP"). Minētie EP un EP' ir hidrogenēti poliizoprēna bloki, minētie EB ir hidrogenēti polibutadiēna bloki un S ir polistirola bloki. Ir izdevīgi iegūt polimēru ar labām sabiezēšanas īpašībām un izcilām apstrādes īpašībām. Šis izgudrojums nodrošina šādu polimēru. IZgudrojuma kopsavilkums Šis izgudrojums nodrošina zvaigžņu polimēru, kura struktūra ir izvēlēta no grupas, kas sastāv no (S-EP-EB-EP") n-X, (I) (EP-S-EB-EP") n-X. , (II) (EP-EB-S-EP") n -X, (III) kur EP ir ārējais hidrogenēts poliizoprēna bloks, kura skaitliskā vidējā molekulmasa (MW 1) pirms hidrogenēšanas ir no 6500 līdz 85000; EB ir hidrogenēts polibutadiēna bloks ar skaitlisko vidējo molekulmasu (MW 2) starp 1500 un 15000 pirms hidrogenēšanas un polimerizēts vismaz līdz 85% ar 1,4-pievienošanu; EP" ir iekšējs hidrogenēts poliizoprēna bloks ar skaitlisko vidējo molekulmasu pirms hidrogenēšanas masas (MW 3) diapazonā no 1500 līdz 55000;
S ir polistirola bloks, kura skaitliskā vidējā molekulmasa (MW s) ir diapazonā no 1000 līdz 4000, ja S bloks ir ārējs (I), un no 2000 līdz 15000, ja S bloks ir iekšējs (II vai III);
kur zvaigžņu polimēra struktūra satur no 3 līdz 15 masas % polibutadiēna, attiecība MW 1 /MW 3 ir diapazonā no 0,75:1 līdz 7,5:1, X ir polialkenila savienojošā aģenta kodols, un n ir zaru skaits blokkopolimērus zvaigžņu polimērā, ja tie ir saistīti ar 2 vai vairāk moliem polialkenila savienojošā aģenta uz vienu molu dzīvo bloku kopolimēra molekulu. Minētie zvaigžņu polimēri ir noderīgi kā viskozitātes indeksa modifikatori eļļas sastāvos, kas izstrādāti augstas veiktspējas dzinējiem. Tetrabloki ievērojami uzlabo polimēru veiktspēju zemā temperatūrā kā viskozitātes indeksa modifikatori. Salīdzinot ar zvaigžņu polimēriem, kuru bloku attiecība ir mazāka par 0,75:1 vai lielāka par 7,5:1, tie ļauj samazināt viskozitāti zemās temperatūrās. Tādēļ šos polimērus var izmantot kopā ar bāzes eļļu, lai nodrošinātu eļļas sastāvu ar uzlabotu viskozitāti. Var pagatavot arī koncentrātus, kas satur vismaz 75 % no svara bāzes eļļas un 5 līdz 25 % no svara zvaigžņu polimēru. Detalizēts izgudrojuma apraksts
Šī izgudrojuma zvaigžņu polimērus var viegli pagatavot ar metodēm, kas aprakstītas CA-A-716645 un US-E-27145. Tomēr šī izgudrojuma zvaigžņu polimēriem ir molekulmasa un sastāvs, kas nav aprakstīti atsaucēs un kas ir izvēlēti kā viskozitātes indeksa modifikatori, lai iegūtu pārsteidzoši uzlabotu veiktspēju zemā temperatūrā. Dzīvās polimēra molekulas ir savienotas ar polialkenilsavienotāju, piemēram, divinilbenzolu, kur divinilbenzola molu attiecība pret dzīvām polimēra molekulām ir vismaz 2:1 un vēlams vismaz 3:1. Zvaigžņu polimērus pēc tam selektīvi hidrogenē līdz piesātinājumam, kas ir vismaz 95 % no svara, vēlams vismaz 98 % no izoprēna un butadiēna vienībām. Gan stirola bloku izmēram, gan atrašanās vietai ir izšķiroša nozīme veiktspējas uzlabošanā. Šajā izgudrojumā aprakstītie polimēri TPI-MRV testā izmērīto viskozitāti palielina mazāk nekā polimēri, kuriem nav papildu polistirola bloka. Izmantojot dažus šajā izgudrojumā aprakstītos polimērus, tiek iegūtas arī daudzfunkcionālas eļļas ar augstākiem viskozitātes indeksiem nekā hidrogenēti pilnpoliizoprēna zvaigžņu polimēri vai citi hidrogenēti poli(stirola/izoprēna) blokkopolimēru zvaigžņu polimēri. Šis izgudrojums izmanto iepriekšējo atklājumu, ka ciklonā apstrādājami zvaigžņu polimēri, kas nodrošina augstas augstas temperatūras augstas bīdes (HTHSR) motoreļļas, tiek ražoti, pievienojot mazus polistirola blokus pie zvaigžņu polimēriem. Iepriekšējais atklājums ir parādījis, ka polistirola bloki palielina ciklona apstrādes efektivitāti bez želejas eļļas, ja polistirola bloka skaitliskā vidējā molekulmasa ir diapazonā no 3000 līdz 4000 un tas atrodas ārējā stāvoklī pēc iespējas tālāk no serdes. Šajā izgudrojumā ir konstatēts, ka tādas pašas priekšrocības tiek iegūtas, ja polistirola bloki atrodas iekšējā stāvoklī tetrabloku kopolimērā, un iekšējās pozīcijas gadījumā polistirola bloka molekulmasa nedrīkst būt ierobežota līdz 4000. maksimums. Zvaigžņu polimēri, kas satur hidrogenētus poliizoprēna zarus, necieš no mijiedarbības ar parafīnu prekursoriem, jo ir pārmērīgs alkilgrupu daudzums, kas rodas, kad izoprēnam tiek pievienota 1,4-, 3,4- vai 1,2-pievienošana. Šī izgudrojuma zvaigžņu polimēri tika izstrādāti tā, lai tiem būtu minimāla parafīna mijiedarbība, tāpat kā zvaigžņu polimēriem ar hidrogenētiem visiem poliizoprēna svirām, taču tiktu iegūta labāka veiktspēja nekā zvaigžņu polimēriem ar visām poliizoprēna svirām. Lai novērstu augsta blīvuma rašanos, līdzīgi kā polietilēnam, netālu no zvaigžņveida polimēra centra, hidrogenētie butadiēna bloki atrodas tālāk no serdes, ieviešot iekšējo EP bloku. Nav precīzi zināms, kāpēc šāda situācija ir radusies. kā viskozitātes indeksa modifikatori tiek izmantoti hidrogenēti zvaigžņu polimēri, kuriem ir hidrogenēti zari, kas satur polibutadiēna un poliizoprēna blokus, viena zara hidrogenētais polietilēnam līdzīgais segments šķīdumā atradīsies tālāk no blakus esošajiem kaimiņiem un parafīna mijiedarbība prekursors ar vairākiem vienas un tās pašas polimēra molekulas hidrogenētiem polibutadiēna blokiem Savukārt polietilēnam līdzīgi hidrogenēti polibutadiēna bloki nevar atrasties pārāk tuvu zvaigznes formas molekulas ārējai malai vai perifērijai. Parafīna-polietilēna iejaukšanās ir jāsamazina līdz minimumam, jo hidrogenēto polibutadiēna bloku novietošana pārāk tuvu zvaigznes molekulas ārējam apgabalam izraisīs šo zaru starpmolekulāru kristalizāciju šķīdumā. Notiek viskozitātes palielināšanās un iespējama želeja, kas rodas daudzu zvaigžņveida molekulu trīsdimensiju kristalizācijas rezultātā, veidojoties kristāla režģa struktūrai. Lai dominētu intramolekulāra asociācija, ir nepieciešami ārējie bloki (S-EP) (skatīt I), ārējie bloki EP-S (II) vai ārējie bloki EP (kā III). Lai sasniegtu divus mērķus, proti, līdz minimumam samazināt gan starpmolekulāro kristalizāciju, gan mijiedarbību ar parafīnu, molekulmasu attiecībai EP/EP" (MW 1 /MW 3) jābūt diapazonā no 0,75:1 līdz 7,5:1. To kristalizācijas temperatūrai hidrogenētos zvaigžņu polimērus eļļā var samazināt, samazinot hidrogenētā polibutadiēna bloka molekulmasu, novietojot hidrogenēto polibutadiēnu starp hidrogenētā poliizoprēna segmentiem un aizstājot EB blokus ar S blokiem. Šī EB vērtības samazināšanās rezultātā uzlabojas TPI- MRV zemas temperatūras testa rezultāti. Tas nodrošina arī papildu ieguvumu no butadiēnu saturošiem zvaigžņu polimēriem, kas ir mazāk jutīgi pret sastingšanas temperatūru pazeminošā līdzekļa veidu vai koncentrāciju un kas nerada eļļas ar laika atkarīgiem viskozitātes indeksiem. Tādējādi izgudrojums apraksta viskozitātes indeksa modifikatorus, kas ir puskristāliski zvaigžņu polimēri, kas nodrošina izcilu zemas temperatūras veiktspēju un kas to dara, neizmantojot relatīvi augstas koncentrācijas sastingšanas temperatūras sastingšanas punktu vai bez nepieciešamības pēc papildu sastingšanas temperatūras. Šī izgudrojuma zvaigžņu polimērus, kas būs noderīgi kā VI modifikatori, vēlams iegūt, izoprēna anjonu polimerizācijā sec-butillitija klātbūtnē, pēc tam, kad ir pabeigta ārējā bloka polimerizācija, dzīvajam poliizopropillitijam pievieno butadiēnu. izoprēna pievienošana polimerizētajam dzīvā bloka kopolimēram, stirola pievienošana vēlamajā laikā atkarībā no vēlamās polistirola bloka atrašanās vietas un pēc tam dzīvā bloka kopolimēra molekulu savienošana ar polialkenila saistvielu, veidojot zvaigžņu polimēru, kam seko hidrogenēšana. Visā blokkopolimēra butadiēna bloka polimerizācijas laikā ir svarīgi saglabāt augstu 1,4 pievienošanas pakāpi, lai iegūtu arī polietilēnam līdzīgus blokus ar pietiekamu molekulmasu. Tomēr iekšējā poliizoprēna bloka iegūšanai ar augstu izoprēna 1,4-pievienošanas pakāpi nav lielas nozīmes. Tādējādi, sasniedzot pietiekamu polimēra molekulmasu ar augstu 1,4-butadiēna pievienošanas pakāpi, būtu ieteicams pievienot traucējošu līdzekli, piemēram, dietilēteri. Sajaukšanas līdzekli var pievienot pēc butadiēna polimerizācijas pabeigšanas un pirms papildu izoprēna pievienošanas, lai izveidotu otro poliizoprēna bloku. Alternatīvi, traucējošo līdzekli var pievienot pirms butadiēna bloka polimerizācijas pabeigšanas un vienlaikus ar izoprēna ievadīšanu. Šī izgudrojuma zvaigžņu polimērus pirms hidrogenēšanas var raksturot kā blīvu centru vai serdi, kas sastāv no šķērssavienojuma poli (polialkenilsavienojuma aģenta) un vairākiem blokkopolimēra zariem, kas izplūst no tā. Lāzera leņķa izkliedes pētījumos noteiktais pieskārienu skaits var ievērojami atšķirties, bet parasti tas ir diapazonā no aptuveni 13 līdz aptuveni 22. Parasti zvaigžņu polimērus var hidrogenēt, izmantojot jebkuru no tehnoloģijām zināmām metodēm, kas saistītas ar to lietderību olefīna nepiesātinājuma hidrogenēšanā. Tomēr hidrogenēšanas apstākļiem jābūt pietiekamiem, lai hidrogenētu vismaz 95% no sākotnējā olefīna nepiesātinājuma, un apstākļi jāpiemēro tādi, lai daļēji hidrogenētie vai pilnībā hidrogenētie polibutadiēna bloki nekristalizējas un atdalītos no šķīdinātāja pirms hidrogenēšanas vai katalizatora attīrīšanas. pabeigts. Atkarībā no butadiēna procentuālā daudzuma, kas izmantots zvaigžņu polimēra veidošanai, dažkārt tiek novērota ievērojama šķīduma viskozitātes palielināšanās hidrogenēšanas laikā cikloheksānā un pēc tās. Lai izvairītos no polibutadiēna bloku kristalizācijas, šķīdinātāja temperatūra jāuztur augstāka par temperatūru, kurā varētu notikt kristalizācija. Parasti hidrogenēšana ietver piemērota katalizatora izmantošanu, kā aprakstīts US-E-27145. Vēlams, lai niķeļa etilheksanoāta un trietilalumīnija maisījums satur 1,8 līdz 3 molus alumīnija uz vienu molu niķeļa. Lai uzlabotu viskozitātes indeksa raksturlielumus, šī izgudrojuma hidrogenētos zvaigžņu polimērus var pievienot dažādām smēreļļām. Piemēram, selektīvi hidrogenētus zvaigžņu polimērus var pievienot destilētām naftas degvielām, piemēram, gāzeļļām, sintētiskām un dabīgām smēreļļām, jēlnaftas un rūpnieciskajām eļļām. Papildus rotoru eļļām tās var izmantot automātisko pārnesumkārbu šķidrumu, pārnesumu smērvielu un hidraulisko šķidrumu pagatavošanai. Parasti jebkuru selektīvi hidrogenētu zvaigžņu polimēru daudzumu var sajaukt ar eļļām, un visizplatītākais daudzums ir diapazonā no aptuveni 0,05 līdz aptuveni 10 masas %. Motoreļļām priekšroka dodama daudzumiem diapazonā no aptuveni 0,2 līdz aptuveni 2 masas %. Smēreļļu kompozīcijas, kas izgatavotas, izmantojot šī izgudrojuma hidrogenētos zvaigžņu polimērus, var saturēt arī citas piedevas, piemēram, pretkorozijas piedevas, antioksidantus, mazgāšanas līdzekļus, sastingšanas temperatūru pazeminošus līdzekļus un vienu vai vairākus papildu VI modifikatorus. Parastās piedevas, kas būtu noderīgas šī izgudrojuma smēreļļas sastāvā, un to apraksts ir atrodamas US-A-3772196 un US-A-3835083. Izgudrojuma vēlamais iemiesojums
Šī izgudrojuma vēlamajos zvaigžņu polimēros ārējā poliizoprēna bloka skaitliskā vidējā molekulmasa (MW 1 ) pirms hidrogenēšanas ir diapazonā no 15 000 līdz 65 000, polibutadiēna bloka skaitliskā vidējā molekulmasa (MW 2 ) pirms hidrogenēšanas. ir diapazonā no 2000 līdz 6000, iekšējā poliizoprēna bloka skaitliskā vidējā molekulmasa (MW 3) ir diapazonā no 5000 līdz 40000, polistirola bloka skaitliskā vidējā molekulmasa (MW) ir diapazonā no 2000 līdz 4000, ja S bloks ir ārējs, un diapazonā no 4000 līdz 12000, ja S bloks ir iekšējs, un zvaigznes formas polimērs satur mazāk par 10 masām. % polibutadiēna, un attiecība MW 1 /MW 3 ir robežās no 0,9:1 līdz 5:1. Vēlams, lai polibutadiēna bloka polimerizācija būtu vismaz 89% ar 1,4 pievienošanu. Šī izgudrojuma zvaigžņu polimēriem vēlams ir (S-EP-EB-EP") n-X struktūra. Sasaistītos polimērus selektīvi hidrogenē ar niķeļa trietilalumīnija etilheksanoāta šķīdumu, kura Al/Ni attiecība ir diapazonā no aptuveni 1,8:1 līdz 2.5: 1 līdz vismaz 98% izoprēna un butadiēna vienību piesātinājuma Pēc šī izgudrojuma kopumā un vēlamā iemiesojuma aprakstīšanas, šis izgudrojums ir sīkāk aprakstīts turpmākajos piemēros, kas nav paredzēti izgudrojuma ierobežošanai.
Polimēri no 1 līdz 3 tika iegūti saskaņā ar šo izgudrojumu. Sveķiem 1 un 2 bija iekšējie polistirola bloki, bet polimēram 3 bija ārējs polistirola bloks katrā zvaigžņu polimēra svirā. Šos polimērus salīdzina ar diviem polimēriem, kas sagatavoti saskaņā ar US-A-5460739, polimēriem 4 un 5, diviem komerciāliem polimēriem, polimēriem 6 un 7, un polimēru, kas sagatavots saskaņā ar US-A-5458791, polimēru 8. Polimēru kompozīcijas un Šo polimēru kausējuma viskozitāte ir parādīta 1. tabulā. 1. un 2. polimēru kausējuma viskozitāte nepārprotami ir augstāka nekā komerciāliem polimēriem un US-A-5460739 un US-A-5458791. Polimēram 3 ir augstāka kausējuma viskozitāte nekā polimēriem, kas minēti US-A-5460739. Polimēra 3 kausējuma viskozitāte ir nedaudz zemāka nekā komerciālā zvaigžņu polimēra 7, lai gan polimēriem ir aptuveni vienāds polistirola saturs. Tomēr zara kopējā molekulmasa, kas ir 1. līdz 4. solī iegūto molekulmasu summa, polimēram 3 ir mazāka par 7. polimēra atzara kopējo molekulmasu, kas ir molekulmasu summa. Ja polimērs 3 tiek modificēts, palielinot 2., 3. vai 4. solī iegūto molekulmasu tā, lai atzara kopējā molekulmasa tuvotos atbilstošajai 7. polimēra vērtībai, tad izrādās, ka vērtības kausējuma viskozitāte atbilstu vai pārsniegtu polimēra kausējuma viskozitātes vērtību 7 Parasti polimērus ar augstu kausējuma viskozitāti ir vieglāk apstrādāt ar ciklonu. Polimēru koncentrāti tika izgatavoti, izmantojot Exxon HVI 100N LP bāzes materiālu. Koncentrāti tika izmantoti, lai sagatavotu pilnībā izstrādātas SAE 10W-40 daudzfunkcionālas eļļas. Papildus VI modifikatora koncentrātam šajās eļļās bija sastingšanas punktu pazeminošs līdzeklis, disperģētāja inhibitoru komplekts un Shell HVI100N un HVI250N bāzes eļļas. Dīzeļdegvielas inžektora (DIN) smērvielas viskozitātes zuduma tests saskaņā ar CECL-14-A-93 testa procedūru parādīja, ka polimēri 1–3 ir reprezentatīvi VI modifikatori ar augstu vai vidēju mehānisko bīdes pretestību. Šie rezultāti ir parādīti 2. tabulā. Augsta bīdes viskozitāte, ko mēra konusveida gultņu simulatorā (TBS) 150°C temperatūrā, bija raksturīga parastajiem zvaigžņu polimēriem ar šādu pastāvīgas stabilitātes līmeni. Tas ir svarīgi, jo rezultāti viegli pārsniedz SAE standarta J300 noteikto minimumu. 1. un 3. polimēri atbilda 4. un 5. polimēru izcilajai TPI-MRV veiktspējai. SAE 10W-40 daudzfunkcionālajai eļļai, kas saturēja 1. polimēru, bija arī viskozitātes indeksa atkarība no laika. Uzglabājot istabas temperatūrā trīs nedēļas, viskozitātes indekss palielinājās no 163 līdz 200. Kinemātiskā viskozitāte 100 ° C temperatūrā nemainījās, bet viskozitāte 40 ° C temperatūrā samazinājās no 88 līdz 72 centistokiem (no 88 līdz 72 mm 2/s). 2. un 3. polimēri neuzrādīja laika atkarību. Exxon HVI100N polimēru koncentrāti tika izmantoti arī pilnībā izstrādātu SAE 5W-30 daudzfunkcionālu eļļu ražošanai. Šie rezultāti ir parādīti 3. tabulā. Papildus VI modifikatoriem šajās eļļās bija sastingšanas temperatūras nomācējs, disperģētāja inhibitoru komplekts un papildu Exxon HVI100N LP bāzes eļļa. TPI-MRV testa reproducējamībā pie -35 o C nebija būtiskas atšķirības veiktspējā starp polimēriem 1, 2 un 3, no vienas puses, un 4 un 5, no otras puses, bet tie visi bija ievērojami labāki nekā polimēri. 8, kā arī komerciālie polimēri 6 un 7.
Pretenzija
1. Zvaigznes formas polimērs ar struktūru, kas izvēlēta no grupas, kas sastāv no:
(S-EP-EB-EP) n-X, (I)
(EP-S-EB-EP) n-X, (II)
(EP-EB-S-EP) n-X, (III)
kur EP ir ārējs hidrogenēts poliizoprēna bloks ar vidējo mol.m pirms hidrogenēšanas. (MW 1) no 6500 līdz 85000;
EB ir hidrogenēts polibutadiēna bloks ar vidējo mol.m. (MW 2) diapazonā no 1500 līdz 15000 un polimerizēts vismaz 85% ar 1,4 pievienošanu;
EP" ir iekšējs hidrogenēts poliizoprēna bloks, kura skaitliskā vidējā molekulmasa (MW 3) pirms hidrogenēšanas ir no 1500 līdz 55000;
S ir polistirola bloks ar vidējo mol.m. (MW s) diapazonā no 1000 līdz 4000, ja S bloks ir ārējs (I), un no 2000 līdz 15 000, ja S bloks ir iekšējs (II vai III);
kur zvaigžņu polimēra struktūra satur no 3 līdz 15 masas % polibutadiēna, attiecība MW 1 /MW 3 ir diapazonā no 0,75:1 līdz 7,5:1, X ir polialkenila savienojošā aģenta kodols, un n ir zaru skaits blokkopolimērus zvaigžņu polimērā, ja tie ir saistīti ar 2 vai vairāk moliem polialkenila savienojošā aģenta uz vienu molu dzīvo bloku kopolimēra molekulu. 2. Zvaigžņu polimērs saskaņā ar 1. punktu, kurā polialkenilsavienojošais aģents ir divinilbenzols. 3. Zvaigžņu polimērs saskaņā ar 2. punktu, kas atšķiras ar to, ka n ir zaru skaits, saistot ar vismaz 3 moliem divinilbenzola uz vienu molu dzīvo bloku kopolimēra molekulu. 4. Zvaigžņu polimērs saskaņā ar 1., 2. vai 3. punktu, kur vidējais skaitlis mol.m. (MW 1) ārējais poliizoprēna bloks pirms hidrogenēšanas ir robežās no 15000 līdz 65000, skaitliskā vidējā mol.m. (MW 2) polibutadiēna bloks pirms hidrogenēšanas ir robežās no 2000 līdz 6000, skaitliskā vidējā mol.m. (MW 3) iekšējais poliizoprēna bloks pirms hidrogenēšanas ir robežās no 5000 līdz 40000, skaitliskā vidējā mol.m. Polistirola bloka (W S) ir diapazonā no 2000 līdz 4000, ja S bloks ir ārējs (I), un diapazonā no 4000 līdz 12000, ja S bloks ir iekšējs, zvaigžņu polimērs satur mazāk nekā 10 masas%. polibutadiēns, un attiecība MW 1 /MW 3 ir robežās no 0,9:1 līdz 5:1. 5. Zvaigžņu polimērs saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kas atšķiras ar to, ka polibutadiēna bloka polimerizācija ir vismaz 89% pēc 1,4 pievienošanas. 6. Zvaigžņu polimērs saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kas atšķiras ar to, ka poliizoprēna bloki un polibutadiēna bloki ir vismaz 95% hidrogenēti. 7. Eļļas sastāvs, kas satur: bāzes eļļu; un zvaigžņu polimēra daudzums saskaņā ar jebkuru no iepriekšējiem punktiem, mainot viskozitātes indeksu. 8. Polimēru koncentrāts eļļas kompozīcijām, kas satur: vismaz 75 mas.% bāzes eļļas; un no 5 līdz 25 svara % zvaigžņu polimēra saskaņā ar jebkuru no 1. līdz 6. pretenzijai.
Zvaigznes formas polimēra viskozitātes indeksa modifikators eļļas sastāviem un eļļas sastāviem ar to, čaulas motoreļļa, kožu motoreļļa, motoreļļa 10w 40, motoreļļas atšķirība, motoreļļas kinemātiskā viskozitāte
