Для чого потрібні модифікатори в'язкості для автомобільних моторних масел. Всесезонні олії та модифікатори в'язкості

Зіркоподібні полімери, які можуть бути використані як модифікатори індексу в'язкості в композиціях масел, одержуваних для високопродуктивних двигунів. Зіркоподібні полімери мають відгалуження тетраблок-сополімерів, що містять блоки гідрованих поліізопренаполібутадієну-поліізопрену з блоком полістиролу, які дозволяють отримати чудові низькотемпературні експлуатаційні характеристики у мастил, характеризуються хорошою ефективністю щодо загусання і можуть бути виділені у вигляді полімерної кро. Полімер характеризується структурною формулою з, принаймні, чотирма блоками мономерів, кожен з блоків характеризується діапазоном молекулярних мас, в структурі гидрированных блок-сополімерів є поліалкенільний агент поєднання. 3 с. та 5 з.п.ф-ли, 3 табл.

Область техніки Цей винахід відноситься до зіркоподібних полімерів гідрованого ізопрену і бутадієну і до композицій масел, що містять зіркоподібні полімери. Більш конкретно, цей винахід відноситься до композицій масел з чудовими низькотемпературними властивостями та ефективністю щодо загусання і до зіркоподібних полімерів з чудовими характеристиками щодо обробки. Передумови винаходу З температурою в'язкість мастил, що змащують, змінюється. У загальному випадку олії ідентифікують за індексом в'язкості, який є функцією в'язкості олії при заданій низькій температурі та заданій високій температурі. Ця низька температура і висока температура змінювалися у різні роки, але у будь-який певний період їх фіксує методика тесту ASTM (ASTM D2270). В даний час низька температура, зазначена в тесті, відповідає 40 o С, а більш висока температура дорівнює 100 o С. Для двох моторних мастил з однаковою кінематичною в'язкістю при 100 o С та, яка має меншу кінематичну в'язкість при 40 o С, матиме вищий індекс в'язкості. Для масла з більш високим індексом в'язкості відзначається менша зміна кінематичної в'язкості між температурами 40 і 100 o С. У загальному випадку модифікатори індексу в'язкості, які додають до моторних мастил, збільшують індекс в'язкості, і кінематичні в'язкості. Система класифікації стандарту SAE Standard J300 не передбачає використання індексу в'язкості для класифікації універсальних масел. Однак у свій час стандарт вимагав, щоб певні марки відповідали б низькотемпературним в'язкості, які були б, екстраполовані з вимірювань кінематичної в'язкості, зроблених при більш високих температурах, оскільки було визнано, що наслідком використання масел, надмірно в'язких при низьких температурах, є труднощі з запуском двигуна в холодну погоду. З цієї причини перевага надавалася універсальним маслам, які мали високі значення індексу в'язкості. Ці олії характеризувалися найменшими в'язкістю, екстраполірованими до низьких температур. З того часу ASTM розробив імітатор прокручування колінчастого валу непрогрітого двигуна (CCS), ASTM D5293 (раніше ASTM D2602), віскозиметр з помірно високими швидкостями зсуву, який відповідає швидкості прокручування колінчастого валу двигуна і запуску двигуна при низьких температурах. Сьогодні в стандарті SAE J300 Standard визначено межі в'язкості для прокручування колінчастого валу, що встановлюються за допомогою CCS, а індекс в'язкості не використовується. Тому полімери, які покращують в'язкісні характеристики мастил, іноді називаються модифікаторами в'язкості, а не модифікаторами індексу в'язкості. Сьогодні також визнано, що в'язкість для прокручування колінчастого валу недостатня для повної оцінки низькотемпературних експлуатаційних характеристик мастила в двигунах. Стандарт SAE J300 також вимагає, щоб у віскозиметрі з низькими швидкостями зсуву, що називається мініротаційним віскозиметром (MRV), була б визначена в'язкість для прокачування насосом. Цей прилад може бути використаний для вимірювання в'язкості та гелеутворення, гелеутворення визначають вимірювання межі плинності. У цьому тесті перед визначенням в'язкості та межі плинності олію повільно охолоджують протягом двох днів до заданої температури. Спостереження межі плинності в цьому тесті призводить до автоматичного припинення подачі масла, тоді як в'язкість для прокачування насосом повинна бути нижчою за дану межу для того, щоб в умовах холодної погоди двигун напевно не відчував би перебоїв з подачею масла насосом. Тест іноді називають тестом TPI-MRV, ASTM D4684. У складених композиціях універсальних моторних масел використовується багато речовин. Крім основних компонентів, які можуть включати парафінові, нафтенові і навіть синтетично отримані рідини, полімерний модифікатор VI і депресорну присадку, існує багато присадок, що вносяться в мастило, які діють як протизносні присадки, протикорозійні присадки, миючі присадки, дисперсанти та депресанти. Ці присадки до мастила зазвичай поєднуються в маслі розріджувача і в загальному випадку називаються комплектом дисперсантів-інгібіторів або комплексом "DI". Загальна практика у складанні композиції універсальної олії полягає у змішуванні до отримання заданих кінематичної в'язкості та в'язкості для прокручування колінчастого валу, які визначаються в стандарті SAE J300 згаданими вимогами до марки SAE. Комплект DI і депресорну присадку змішують з масляним концентратом модифікатора VI і з одним базовим компонентом або двома або більше базовими компонентами, що мають різні в'язкі характеристики. Наприклад, для універсального масла SAE 10W-30 концентрації комплекту DI і депресорної присадки можуть витримуватися постійними, але кількості базових компонентів HVI 100 neutral і HVI 250 neutral або HVI 300 neutral разом з кількістю модифікатора VI можуть змінюватись до досягнення заданих в'язків. Вибір депресорної присадки зазвичай залежить від типу вихідних парафінових речовин у базових компонентах мастила. Однак, якщо сам по собі модифікатор індексу в'язкості буде схильний до взаємодії з вихідними парафіновими речовинами, то для компенсації цієї взаємодії може виявитися необхідним введення додаткової депресорної присадки іншого типу або додаткової кількості депресорної присадки, використаної для основних компонентів. В іншому випадку низькотемпературна реологія погіршиться, і в результаті буде припинення подачі масла в TPI-MRV. Використання додаткової депресорної присадки у загальному випадку збільшує вартість отримання композиції моторного мастила. Як тільки буде отримана композиція, яка матиме задані кінематичні в'язкості і в'язкості для провертання колінчастого валу, визначають в'язкість методу TPI-MRV. Бажані щодо низька в'язкість для прокачування насосом та відсутність межі плинності. При отриманні композиції універсальних масел дуже бажано використання модифікатора VI, який не сильно збільшував би низькотемпературну в'язкість для прокачування насосом або межу плинності. Це зводить до мінімуму ризик отримання композиції олії, яка могла б стати причиною перебоїв у подачі насосом олії в двигун, і це дозволяє виробнику олії бути більш гнучким при використанні інших компонентів, які збільшують в'язкість для прокачування насосом. Раніше US-A-4116917 були описані модифікатори індексу в'язкості, які являють собою гідровані зіркоподібні полімери, що містять гидрированные полімерні відгалуження сополімерів сполучених дієнів, включаючи полібутадієн, отриманий при високому ступені 1,4-приєднання бутадієну. US-A-5460739 як модифікатор VI описує зіркоподібні полімери з відгалуженнями (ЕР-ЄВ-ЕР"). Такі полімери мають хороші характеристики щодо загусання, але їх важко виділяти. US-A-5458791 як модифікаторів VI описує зіркоподібні полімери з відгалуженнями (EP-S-ЕР"). Згадані ЕР та ЕР" є гідрованими блоками поліізопрену, згаданий ЕВ є гідрованим блоком полібутадієну, a S є блоком полістиролу. Такі полімери мають чудові характеристики щодо обробки і дозволяють отримувати масла з хорошими низькотемпературними експлуатаційними характеристиками, але характеристики щодо загусання були погіршені. вигідно мати можливість отримання полімеру з хорошими характеристиками щодо загусання та з чудовими характеристиками щодо обробки. Даний винахід пропонує такий полімер. Короткий виклад винаходу Відповідно до цього винаходу пропонується зіркоподібний полімер, що має структуру, що вибирається з групи, що складається з (S-EP-EB-EP") n -Х, (I) (EP-S-EB-EP") n - Х, (II) (EP-EB-S-EP") n -X, (III) де ЕР являє собою зовнішній гідрований блок поліізопрену, що має перед гідруванням середньочисленну молекулярну масу (MW 1) в діапазоні між 6500 і 85000; собою гідрований блок полібутадієну, що має перед гідруванням середньочисленну молекулярну масу (MW 2) в діапазоні між 1500 і 15000 і полімеризований щонайменше на 85% по 1,4-приєднання; ЕР" являє собою внутрішній гідрований блок поліізопрену, що має перед масу (MW 3) в діапазоні між 1500 та 55000;
S являє собою блок полістиролу, що має середньочисленну молекулярну масу (MW s) в діапазоні між 1000 і 4000, якщо блок S зовнішній (I), і між 2000 та 15000, якщо блок S внутрішній (II або III);
де структура зіркоподібного полімеру містить від 3 до 15 мас. блок-сополімерів у зіркоподібному полімері при зв'язуванні з 2 або більше молями поліалкенільного агента поєднання на моль молекул блок-кополімеру, що живе. Згадані зіркоподібні полімери корисні як модифікатори індексу в'язкості в композиціях масел, що складаються для високопродуктивних двигунів. Тетраблоки значно покращують низькотемпературні експлуатаційні характеристики полімерів як модифікаторів індексу в'язкості. У порівнянні з зіркоподібними полімерами, що мають співвідношення блоків менше, ніж 0,75: 1, або більше, ніж 7,5:1, вони дозволяють отримати знижену в'язкість при низьких температурах. Тому ці полімери можуть бути використані з основною олією для отримання композиції олії з покращеною в'язкістю. Також можуть бути отримані концентрати, які будуть містити щонайменше 75 мас.% основного масла і від 5 до 25 мас.% зіркоподібного полімеру. Детальний опис винаходу
Зіркоподібні полімери цього винаходу легко отримують способами, описаними в СА-А-716645 та US-E-27145. Однак зіркоподібні полімери цього винаходу мають молекулярні маси та склади, які не описуються в посиланнях, і які вибирають як модифікатори індексу в'язкості для отримання на диво поліпшених низькотемпературних експлуатаційних характеристик. Молекули живучих полімерів зв'язують за допомогою поліалкенільного агента поєднання, такого як дивінілбензол, де молярне відношення дивінілбензолу до молекул живих полімерів щонайменше дорівнює 2:1 і переважно щонайменше 3:1. Після цього зіркоподібні полімери селективно гідрують до насичення щонайменше 95 мас.%, переважно щонайменше 98 мас.% ізопренових та бутадієнових ланок. Для поліпшення експлуатаційних властивостей критичними чинниками є як розмір, і місце розташування стирольних блоків. Полімери, описані в цьому винаході, збільшують менше в'язкість, виміряну в тесті TPI-MRV, ніж полімери, які не мають додаткового полістирольного блоку. Використання деяких полімерів, описаних у цьому винаході, також дозволяє отримати універсальні масла з більш високими індексами в'язкості, ніж при використанні повністю гідрованих поліізопренових зіркоподібних полімерів або інших гидрированных полі(стирол/ізопренових) блок-сополімерів зіркоподібних полімерів. Даний винахід включає переваги попереднього відкриття того, що зіркоподібні полімери, що обробляються із застосуванням циклону, і які надають моторним маслам високі високотемпературні в'язкості при високих швидкостях зсуву (HTHSR), отримують в результаті приєднання до зіркоподібних полімерів невеликих полістирольних блоків. Попереднє відкриття показало, що полістирольні блоки збільшують ефективність обробки за допомогою циклону без гелеутворення олії, коли полістирольний блок має середньочисельну молекулярну масу в діапазоні від 3000 до 4000 і знаходиться у зовнішньому положенні максимально далеко від ядра. У цьому винаході було виявлено, що така ж перевага досягається, якщо полістирольні блоки знаходяться у внутрішньому положенні в тетраблочному кополімері, і у разі внутрішнього положення молекулярна маса блоку полістирольного не повинна обмежуватися до 4000 максимум. Зіркоподібні полімери, що містять гідровані поліізопренові відгалуження, не страждають від взаємодії з парафіновими попередниками через надлишок бічних алкільних груп, які є присутніми, коли для ізопрену мають місце 1,4-приєднання, 3,4-приєднання або 1,2-приєднання. Зіркоподібні полімери цього винаходу створювалися таким чином, щоб мала місце мінімальна взаємодія з парафіном, як у зіркоподібних полімерів з повністю гідрованим поліізопреновими відгалуженнями, але щоб і були отримані експлуатаційні характеристики, кращі, ніж у зіркоподібних полімерів з повністю поліізопреновими променями. Для запобігання виникненню високої щільності, подібної до тієї, що у поліетилену, поблизу центру зіркоподібного полімеру гідровані бутадієнові блоки розташовуються на відстані від ядра за рахунок введення внутрішнього блоку ЕР". Точно невідомо, чому таке положення могло б бути сприятливим. Однак думається, що якщо в В якості модифікаторів індексу в'язкості використовуються гідровані зіркоподібні полімери, які мають гідровані відгалуження з полімерами з іншого боку, подібні політіленовим гідровані полібутадієнові блоки не можуть розташовуватися надто близько до зовнішнього краю або до периферії зіркоподібної молекули. зіркоподібної молекули викличе міжмолекулярну кристалізацію цих відгалужень у розчині. Відбувається збільшення в'язкості та можливе гелеутворення, яке виникає в результаті тривимірної кристалізації багатьох зіркоподібних молекул з утворенням структури кристалічних ґрат. Для переважання внутрішньомолекулярної асоціації необхідні зовнішні блоки (S-EP) (див. I), зовнішні блоки EP-S (II) або зовнішні блоки ЕР (як III). Для досягнення двох цілей - мінімізації як міжмолекулярної кристалізації, так і взаємодії з парафіном - відношення молекулярних мас ЕР/ЕР" (MW 1 /MW 3) має перебувати в діапазоні від 0,75:1 до 7,5: 1. Температура кристалізації цих гідрованих зіркоподібних полімерів в маслі може бути знижена за рахунок зменшення молекулярної маси блоку гідрованого полібутадієну разом з розміщенням гідрованого полібутадієну між гідрованими поліізопреновими сегментами і за рахунок заміщення блоків ЕВ блоками S. Це зменшення величини ЕВ призводить до поліпшення результатів низькотемпературного тесту TPI-MR. Це також утворює додаткову перевагу бутадієн зіркоподібних полімерів, які менш чутливі до типу або концентрації депресорної присадки і використання яких не призводить до отримання масел, які мали індекси в'язкості, що залежать від часу. Таким чином, винахід описує модифікатори індексу в'язкості, які є напівкристалічними зіркоподібними полімерами, які дозволяють отримати видатні низькотемпературні експлуатаційні характеристики і які дозволяють цього домогтися без використання відносно високих концентрацій депресорної присадки або без необхідності використання додаткових депресорних присадок. Зіркоподібні полімери цього винаходу, які будуть корисні як модифікатори VI, переважно отримують аніонною полімеризацією ізопрену в присутності втор-бутиллітію, додаванням бутадієну до живого поліізопропіллітію після завершення полімеризації зовнішнього блоку, додаванням ізопрену до полімеризованого живого блок-сополімеру від бажаного розташування полістирольного блоку і після цього зв'язуванням живих блок-сополімерних молекул речовиною, що зв'язує поліалкеніли, з утворенням зіркоподібного полімеру з подальшим гідруванням. Важливо витримати високий ступінь 1,4-приєднання в ході всієї полімеризації бутадієнового блоку блок-сополімеру так, щоб були отримані подібні поліетиленові блоки з достатньою молекулярною масою. Однак, отримання внутрішнього поліізопренового блоку з високим ступенем 1,4-приєднання ізопрену не має великого значення. Таким чином, після досягнення достатньої молекулярної маси полімеру з високим ступенем 1,4-приєднання бутадієну було б доцільно додавати агент розпорядження, такий як діетиловий ефір. Агент розупорядкування можна було б додати після завершення полімеризації бутадієну та перед введенням додаткової кількості ізопрену для отримання другого поліізопренового блоку. В альтернативному варіанті агент розупорядкування можна було додати до завершення полімеризації бутадієнового блоку і одночасно з введенням ізопрену. Зіркоподібні полімери цього винаходу перед гідруванням могли б бути охарактеризовані як мають щільний центр або ядро ​​пошитого полі (поліалкенільного агента поєднання) і кілька блок-кополімерних відгалужень, що виходять від нього. Кількість відгалужень, визначене в дослідженнях методом кутового розсіювання світла лазера, може змінюватись в широких межах, але зазвичай воно знаходиться в діапазоні приблизно від 13 до приблизно 22. У загальному випадку зіркоподібні полімери можуть бути гідровані за допомогою будь-яких методик, відомих з попереднього рівня техніки своєю застосовністю для гідрування олефінової ненасиченості. Однак умови гідрування повинні бути достатніми для гідрування щонайменше 95% початкової олефінової ненасиченості та умови повинні бути застосовані таким чином, щоб частково гідровані або повністю гідровані полібутадієнові блоки не кристалізувалися і виділялися б з розчинника до гідрування або до завершення відмивання каталізатора. Залежно від відсоткового вмісту бутадієну, використаного для отримання зіркоподібного полімеру, в ході та після гідрування циклогексаном іноді відзначається значне збільшення в'язкості розчину. Щоб уникнути кристалізації полібутадієнових блоків, температуру розчинника необхідно підтримувати на рівні, що перевищує температуру, при якій могла б мати місце кристалізація. У загальному випадку гідрування включає використання відповідного каталізатора, описаного US-E-27145. Переважно суміш етилгексаноату нікелю та триетилалюмінію, у якої на один моль нікелю припадає від 1,8 до 3 молей алюмінію. Для поліпшення характеристик індексу в'язкості гідровані зіркоподібні полімери цього винаходу можуть бути додані до різних мастил. Наприклад, селективно гідровані зіркоподібні полімери можуть бути додані до дистилатних нафтових палив, таких як газойлеві палива, синтетичні та природні мастила, сирі олії та індустріальні олії. На додаток до роторних олій вони можуть бути використані для отримання композицій рідин для автоматичних трансмісій, мастил для зубчастих передач і робочих рідин гідравлічних систем. У загальному випадку з маслами може бути змішана будь-яка кількість селективно гидрированных зіркоподібних полімерів, причому найбільш часто кількості знаходяться в діапазоні приблизно від 0,05 до 10 вага.%. Для моторних масел переважні кількості в діапазоні приблизно від 0,2 до приблизно 2 вага.%. Композиції мастил, одержувані з використанням гідрованих зіркоподібних полімерів цього винаходу, можуть також містити інші присадки, такі як присадки протикорозійні, антиоксиданти, миючі присадки, депресорні присадки і один або кілька додаткових модифікаторів VI. Звичайні присадки, які були б корисні в композиції мастила цього винаходу, та їх опис можуть бути знайдені в US-A-3772196 та US-A-3835083. Переважний варіант реалізації винаходу
У кращих зіркоподібних полімерах цього винаходу середньочисельна молекулярна маса (MW 1) зовнішнього поліізопренового блоку перед гідруванням знаходиться в діапазоні від 2000 молекул, 3) внутрішнього поліізопренового блоку знаходиться в діапазоні від 5000 до 40000, середньочисельна молекулярна маса (MWs) полістирольного блоку знаходиться в діапазоні від 2000 до 4000, якщо блок S зовнішній, і в діапазоні від 4000 до 12000, якщо блок S внутрішній містить менше ніж 10 вагу. % полібутадієну і відношення MW 1 /MW 3 знаходиться в діапазоні від 0,9:1 до 5:1. Полімеризація полібутадієнового блоку переважно проходить щонайменше на 89% з 1,4 приєднанням. Зіркоподібні полімери цього винаходу переважно мають структуру (S-EP-EB-EP") n -X. Пов'язані полімери селективно гідрують розчином етилгексаноату нікелю і триетилалюмінію, що мають відношення Al/Ni в діапазоні приблизно від 1,8: 1 до 2,5: 1, до насичення щонайменше 98% ізопренових і бутадієнових ланок.Такого опису в цілому цього винаходу і кращого варіанту реалізації даний винахід додатково описується в наступних прикладах, які не припускають обмеження винаходу.
Полімери з 1 по 3 були отримані відповідно до цього винаходу. Полімери 1 та 2 мали внутрішні полістирольні блоки, а полімер 3 мав зовнішній полістирольний блок на кожному відгалуженні зіркоподібного полімеру. Ці полімери зіставлені з двома полімерами, отриманими відповідно до US-A-5460739, полімерами 4 і 5, двома комерційними полімерами, полімерами 6 і 7, і полімером, отриманим відповідно до US-A-5458791, полімером 8. в'язкості розплавів для цих полімерів наведені в таблиці 1. Полімери 1 і 2 явно мають в'язкості розплаву, переважають в'язкості комерційних полімерів і полімерів US-A-5460739 і US-A-5458791. Полімер 3 має в'язкість розплаву, що перевищує в'язкості полімерів US-A-5460739. В'язкість розплаву полімеру 3 трохи нижче в'язкості комерційного зіркоподібного полімеру 7, хоча полімери мають приблизно однаковий вміст полістиролу. Однак повна молекулярна маса відгалуження, яка є сумою молекулярних мас, одержуваних на стадіях з 1 по 4, для полімеру 3 нижче, ніж повна молекулярна маса відгалуження полімеру 7, яка є сумою молекулярних мас, одержуваних на стадіях 1 і 2. Якщо полімер 3 буде модифікований за рахунок збільшення молекулярної маси, одержуваної на стадіях 2, 3 або 4, так, щоб повна молекулярна маса відгалуження наблизилася до відповідної величини для полімеру 7, то представляється, що значення в'язкостей розплаву стали б відповідати або перевищили значення в'язкості розплаву полімеру 7 .У загальному випадку для полімерів з великими в'язкостями розплаву легше проводити обробку за допомогою циклону. Концентрати полімерів одержували, використовуючи основний компонент Exxon HVI 100N LP. Концентрати використовували для одержання повністю складених композицій універсальних масел SAE 10W-40. На додаток до концентрату модифікатора VI ці олії містили депресорну присадку, комплект диспергантів-інгібіторів та базові олії Shell HVI100N та HVI250N. Тест на втрату в'язкості мастила в системі інжектора для дизеля (DIN) відповідно до процедури тестування CECL-14-A-93 показав, що полімери з 1 по 3 є представниками модифікаторів VI, що мають стійкість до механічних зсувів від високої до проміжної. Ці результати показані в таблиці 2. В'язкість при високій швидкості зсуву, виміряна в імітаторі конічного підшипника (TBS) при 150 o З, була типовою для звичайних зіркоподібних полімерів, що мають цей рівень постійної стійкості. Це важливо, тому результати легко перевищують мінімум, необхідний SAE Standard J300. Полімери 1 і 3 відповідали видатним експлуатаційним характеристикам TPI-MRV полімерів 4 і 5. Універсальне масло SAE 10W-40, яке містило полімер 1, також виявило тимчасову залежність індексу в'язкості. При зберіганні при кімнатній температурі протягом трьох тижнів індекс в'язкості збільшився з 163 до 200. Кінематична в'язкість при 100 o З не змінювалася, але в'язкість при 40 o Зменшилася з 88 до 72 сантистоксів (з 88 до 72 мм 2 /с). Полімери 2 та 3 не виявили тимчасової залежності. Концентрати полімерів Exxon HVI100N також використовували для отримання повністю складених композицій універсальних масел SAE 5W-30. Ці результати наведені в таблиці 3. На додаток до модифікаторів VI ці олії містили депресорну присадку, комплект дисперсантів-інгібіторів та додаткову базову олію Exxon HVI100N LP. При відтворюваності тесту TPI-MRV при -35 o З значної різниці в експлуатаційних характеристиках між полімерами 1, 2 і 3, з одного боку, і 4 і 5, з іншого, не було, але вони були значно краще, ніж полімер 8, а також комерційні полімери 6 та 7.

формула винаходу

1. Зіркоподібний полімер, що має структуру, що вибирається з групи, що складається з
(S-EP-EB-EP) n-X, (I)
(EP-S-EB-EP) n-X, (II)
(EP-ЕB-S-EP) n-X, (III)
де ЕР являє собою зовнішній гідрований блок поліізопрену, що має перед гідруванням середньочисельну мол.м. (MW 1) в діапазоні між 6500 та 85000;
ЕB являє собою гідрований блок полібутадієну, що має перед гідруванням середньочисельну мол.м. (MW 2) в діапазоні між 1500 і 15000 і полімеризований щонайменше на 85% 1,4-приєднання;
EP" являє собою внутрішній гідрований блок поліізопрену, що має перед гідруванням середньочисленну мол.м. (MW 3) в діапазоні між 1500 і 55000;
S являє собою блок полістиролу, що має середню мол.м. (MW s) в діапазоні між 1000 та 4000, якщо блок S зовнішній (I), і між 2000 та 15000, якщо блок S внутрішній (II або III);
де структура зіркоподібного полімеру містить від 3 до 15 мас. блок-сополімерів у зіркоподібному полімері при зв'язуванні з 2 або більше молями поліалкенільного агента поєднання на один моль молекул блок-кополімеру, що живе. 2. Зіркоподібний полімер за п.1, де поліалкенільним агентом поєднання є дивінілбензол. 3. Зіркоподібний полімер по п.2, де n являє собою кількість відгалужень при зв'язуванні з щонайменше 3 молями дивінілбензолу на один моль молекул блок-кополімеру, що живе. 4. Зіркоподібний полімер за пп.1, 2 або 3, де середньочисельна мол.м. (MW 1) зовнішнього поліізопренового блоку до гідрування знаходиться в діапазоні від 15000 до 65000, середня мол.м. (MW 2) полібутадієнового блоку до гідрування знаходиться в діапазоні від 2000 до 6000, середньочисельна мол.м. (MW 3) внутрішнього поліізопренового блоку до гідрування знаходиться в діапазоні від 5000 до 40000, середня мол.м. (W S) полістирольного блоку знаходиться в діапазоні від 2000 до 4000, якщо блок S зовнішній (I), і в діапазоні від 4000 до 12000, якщо блок S внутрішній, причому зіркоподібний полімер містить менш ніж 10 вага.% полібутадієну, і відношення MW 1 /MW 3 знаходиться в діапазоні від 0,9:1 до 5:1. 5. Зіркоподібний полімер за будь-яким з попередніх пунктів, де полімеризація полібутадієнового блоку проходить щонайменше на 89% по 1,4-приєднання. 6. Зіркоподібний полімер за будь-яким з попередніх пунктів, де поліізопренові блоки і полібутадієнові блоки гідрують щонайменше на 95%. 7. Композиція олії, що містить: основне масло; і кількість зіркоподібного полімеру за будь-яким з попередніх пунктів, що модифікує індекс в'язкості. 8. Концентрат полімерів для композицій масел, що містить: щонайменше 75 мас.% основного масла; і від 5 до 25 вага.% зіркоподібного полімеру за будь-яким з пп.1-6.

Зіркоподібний полімер-модифікатор індексу в'язкості для композицій масел і композиції масел з ним, моторне масло shell, моторне масло молі, масло моторне 10w 40, різниця моторних масел, кінематична в'язкість моторного масла

Завдяки спеціально розробленому складу модифікатори в'язкості бетонної суміші дозволяють бетону досягти оптимальної в'язкості, забезпечуючи правильний баланс між рухливістю і стійкістю до розшаровування - протилежними властивостями, що виявляються при додаванні води.
Наприкінці 2007 року компанія BASF Construction Chemicals представила нову розробку, технологію виготовлення бетонних сумішей Smart Dynamic Construction TM , покликану підвищити клас бетону марок рухливості П4 і П5 до вищого рівня. Бетон, що виробляється відповідно до такої технології, має всі властивості самоущільнюючого бетону, при цьому процес його виготовлення не складніший за процес виготовлення звичайного бетону.
Нова концепція відповідає зростаючим сучасним потребам у використанні більш рухливих бетонних сумішей і має широкий спектр переваг:

Економічні:завдяки унікальному процесу, що відбувається в бетоні, забезпечується економія в'яжучого та наповнювачів з фракцією.< 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.

Екологічні:Низький вміст цементу (менше 380 кг), виробництво якого супроводжується викидом CO 2 підвищує екологічну безпеку бетону. Крім того, завдяки високій рухливості бетон повністю щільно охоплює арматуру, запобігаючи, таким чином, її зовнішню корозію. Ця характеристика підвищує довговічність бетону і, як наслідок, термін служби залізобетонного виробу.

Ергономічні:завдяки властивостям, що самоущільнюються, даний тип бетону не вимагає застосування віброущільнення, що допомагає робітникам уникнути шуму і згубної для здоров'я вібрації. Крім цього, склад бетонної суміші забезпечує бетону низьку жорсткість, підвищуючи його зручність.

При додаванні стабілізуючої добавки до бетонної суміші на поверхні цементних частинок утворюється стійкий мікрогель, що забезпечує створення «несучого скелета» в цементному тесті і запобігає розшаровуванню бетонної суміші. При цьому «несучий скелет», що утворюється, дозволяє заповнювачу (пісок і щебінь) вільно переміщатися, і тим самим зручноукладальність бетонної суміші не змінюється. Така технологія бетону, що самоущільнюється дозволяє бетонувати будь-які конструкції з густим армуванням і складної геометричної форми без застосування вібраторів. Суміш у процесі укладання самоущільнюється і видавлює із себе залучене повітря.

Еволюція двигуна внутрішнього згоряння останні 150 років його історії є процесом неухильного підвищення продуктивності та ефективності цієї машини з перетворення прихованої хімічної енергії палива на механічну роботу.

З моменту появи першого чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння, побудованого інженером-винахідником Ніколаусом Августом Отто у 1876 році, конструкція та робочі характеристики ДВЗ змінилися до невпізнанності. Незважаючи на більш ранні спроби побудувати працездатний ДВЗ, роком народження чотиритактного двигуна фахівці таки вважають саме 1876, адже з цього моменту починається епоха наукового підходу у конструюванні двигунів внутрішнього згоряння. Іменем інженера Отто названо термодинамічний цикл, що лежить в основі робочого процесу бензинового ДВС, який так і називається цикл Отто. Всі моторобудівники світу використовують лише цей термін, розуміючи один одного з півслова.

Ніколаус Серпень Отто

Двигун Отто будівлі 1876 року

Мал. 3 Хрестовина карданного валу

Мал. 4 Чашка хрестовини у зборі з голчастою обоймою

Традиційним мастилом для карданних хрестовин у нашій країні вважається мастило №158. Сівоволоді механіки пам'ятають історію про, нібито, авіаційне її походження. Але єдиною ланкою, що зв'язує це пересічне автотракторне мастило з авіацією, виявилося базове масло МС-20, яке вважається авіаційним. З усіх переваг МС-20 лише повідомляло мастилу №158 необхідні в'язкісно-навантажувальні властивості. Це вже пізніше пластичні мастила з в'язкістю базової олії 220 сСт настільки міцно утвердилися в автотракторній техніці, що стало важко уявити щось інше.

До речі, красивий синій колір 158-й надає спеціального пігменту – фталоціаніну міді, який повідомляє мастилу деякі антиокислювальні та трибологічні властивості. На жаль, з погляду останніх досягнень цих скромних якостей недостатньо, і сучасні мастила легуються сучасними високоефективними присадковими композиціями. А синій колір, який став традиційним маркером універсальних автомобільних мастил, забезпечується просто синім барвником. Функціонального призначення не має.

Як приклад сучасного мастила для карданних хрестовин розглянемо популярне в Росії синє автомобільне мастило Elit X EP2 від компанії АРГО. Ось її характеристики:

З наведених характеристик мастила Elit Xпривертає увагу навантаження зварювання 2930 Ньютон, вдвічі перевищує дані показник мастила №158, і навіть максимальна температура застосування до +160ºС. Високотемпературні властивості мастила №158 ледь перевищували 100 ºС. Однак основною практичною перевагою сучасних автомобільних мастил є їх універсальність. Мастила на мінеральній олії в'язкістю 160-220 сСт і комплексно-літієвому загуснику застосовуються для обслуговування всіх вузлів шасі автомобіля або гусеничного візка трактора.

На цьому огляд завершуємо, а про інші мастильні матеріали для автомобілів та обладнання читайте, друзі, у нашому блозі на сайті компанії МКСМ.

Що таке в'язкість?

В'язкість це опір текучого середовища до потоку. Коли один шар рідини ковзає через інший шар тієї ж рідини, завжди є рівень опору між цими потоками. Коли величина цього опору висока, то рідина вважається такою, що має високу в'язкість і як наслідок тече товстим шаром, наприклад як мед. Коли опір потоку рідини є низьким, то рідина вважається такою, що має низьку в'язкість і її шар дуже тонкий, наприклад як оливкова олія.

Оскільки в'язкість багатьох рідин змінюється при зміні температури, важливо враховувати, що рідина повинна мати відповідну в'язкість при різних температурах.

В'язкість для моторної олії.

Моторні масла повинні змащувати компоненти двигуна в усіх межах нормального робочого діапазону температури двигуна. Низькі температури, як правило, потовщують потік моторного масла, що робить більш важким його перекачування. Якщо мастило буде повільно добиратися до основних деталей двигуна, масляне голодування призведе до надмірного зносу. Крім того, густа олія зробить пуск холодного двигуна утрудненим через додатковий опір.

З іншого боку, тепло має тенденцію робити масляну плівку тонкою, а в крайніх випадках може зменшити захисні здібності олії. Це може призвести до передчасного зносу та механічного пошкодження поршневих кілець та стінок циліндра. Хитрість полягає у знаходженні правильного балансу в'язкості, товщини масляної плівки та плинності. Домогтися цього здатні модифікатори в'язкості розчину. Модифікатори в'язкості є полімерами, спеціально розробленими, щоб допомогти регулювати в'язкість мастильного матеріалу в певному діапазоні температур. Вони допомагають мастилу забезпечувати адекватний захист та плинність.

Відео допоможе проілюструвати три ключові моменти в'язкості:
- Рідка олія тече швидше, ніж густа олія.
- Низькі температури загущають олії та уповільнюють їх плинність, порівняно з вищими температурами.
- Модифікатор в'язкості масла може вплинути на його продуктивність.

Регулювання в'язкості полімерами.

Два різних моторних масла: олія високої продуктивності (з модифікаторами) та олія низького рівня продуктивності. Обидва класи в'язкості SAE 10W-40. Хімічна склянка на лівому куті показує в'язкість моторної олії високої продуктивності при кімнатній температурі. У другій хімічній склянці зліва показано, як моторне масло з низькою продуктивністю може загуснути під час використання. Третя хімічна склянка показує, як олія з високою продуктивністю зберігає плинність при -30 °C.

Вивчаючи хімію в школі пам'ятаємо, що полімер являє собою велику молекулу, яка складається з безлічі субодиниць, що повторюються, відомих як мономери. Природні полімери, такі як бурштин, гума, шовк, дерево є частиною нашого повсякденного життя. Штучно зроблені полімери вперше прийшли у загальне використання у 1930-ті роки. Синтетичний каучук і нейлонові панчохи:) До 1960, користь від додавання вуглецю на основі полімерів, який часто застосовують як модифікатори в'язкості, стала визнаною повсюдно.

Протягом усього цього періоду, Lubrizol є лідером у галузі хімії полімерів для моторної олії легкових та вантажних автомобілів. Сьогодні модифікатори в'язкості (VMS) є ключовими компонентами в більшості моторних масел. Їхня роль полягає у наданні допомоги мастила, досягнення необхідної в'язкості та головним чином позитивно впливати на зміни в'язкості змащувальної речовини при впливі температурних коливань.

Класи в'язкості

Простіше кажучи, клас в'язкості означає товщину плівки олії. Є два типи класу в'язкості: сезонне та всесезонне. Олії, такі як SAE 30, призначені для забезпечення захисту двигуна при нормальній робочій температурі, але у них буде відсутня плинність при низьких температурах.

Всесезонні олії зазвичай використовують модифікатори в'язкості для досягнення більшої гнучкості. Вони ідентифіковано діапазон в'язкості, наприклад SAE 10W-30. Літера "W" означає, що олія була випробувана для використання як в холодну погоду, так і за нормальної експлуатації двигуна температурах.

Для більш глибокого розуміння класів в'язкості корисно використовувати приклади. Оскільки всесезонні олії є стандартом моторних масел для більшості легкових та важких вантажних автомобілів по всьому світу сьогодні, ми почнемо з них.

SAE 5W-30 всесезонний клас в'язкості моторного масла, що найбільш широко використовується в двигунах легкових автомобілів. Працює як клас в'язкості SAE 5 у зимовий період, а також як клас в'язкості SAE 30 у літній час. Значення 5W (W позначає зиму) говорить нам, що олія текуча, і в холодну температуру двигуну буде легше. Олія швидко тече до всіх частин двигуна та економія палива покращується, тому що менше в'язкого опору від масла на двигуні.

30 частина SAE 5W-30 робить масло більш в'язким (товщі плівка) для високотемпературного захисту в літній час водіння, зберігаючи масло від надмірного стоншення, не даючи відбутися контакту металу з металом усередині двигуна.

Для важких умов експлуатації дизельних масел в даний час застосовують вищі класи в'язкості SAE, ніж для моторних масел легкових автомобілів. У всьому світі найбільш широко використовується клас в'язкості SAE 15W-40, який є більш в'язким (та товща плівка), ніж SAE 5W-30. Взимку (5W проти 15W) та влітку (30 та 40). Загалом, що вище числа класу в'язкості SAE, то більше в'язке (товщі плівка) масло.

Сезонні олії, наприклад, такі як SAE 30 і 40 класів, не містять полімери для модифікації в'язкості при зміні температури. Використання всесезонного моторного масла, що містить модифікатори в'язкості, дозволяє споживачеві мати подвійну вигоду від простоти плинності та запуску, зберігаючи при цьому високий рівень захисту двигуна. Крім того, на відміну від сезонних моторних масел, споживачеві не потрібно турбуватися про перехід з літнього сорту на зимовий сорт із урахуванням сезонних коливань температури.

Полімерні модифікатори в'язкості.

Типи модифікаторів в'язкості:
Поліізобутилен (PIB)був переважним VМ для моторного масла від 40 до 50 років тому. PIB все ще використовується в трансмісійних маслах завдяки своїм визначним характеристикам зносостійкості. PIB замінені олефіновими сополімерами (OCP) в моторних маслах через їхню чудову ефективність і продуктивність.
Поліметакрилат (PMA)полімери містять алкільні бічні ланцюги, які перешкоджають утворенню кристалів парафіну в олії, забезпечуючи чудові низькотемпературні властивості. PMA використовуються в моторних олій для економії палива, трансмісійних мастил та коробках передач. Як правило, вони мають вищу вартість, ніж OCP.
Олефінові полімери (OCP)знайшли широке застосування в моторних оліях через їх низьку вартість та задовільну роботу. Багато OCP над ринком, різняться по молекулярної масі, і ставленням етилену до змісту пропилена. OCP є головним полімером, який використовується для модифікаторів в'язкості в моторних маслах.

Styrene Maleic Anhydride Ester Copolymers (Styrene Esters).Поєднання різних алкільних груп забезпечує відмінні низькотемпературні властивості. Типовими прикладами використання є: ефективне паливо, моторні масла для автоматичних коробок передач. Як правило, вони мають більшу вартість, ніж OCP.

Hydrogenated Styrene-Diene Copolymers (SBR)характеризують вигоди економії палива, хороші низькотемпературні властивості, і навіть характеристики перевершують більшість інших полімерів.

Hydrogenated Radial Polyisoprene polymersполімери мають хорошу стійкість до зсуву. Їхні низькотемпературні властивості аналогічні OCP.

Вимірювання в'язкості, кінематична в'язкість
Мастильна промисловість створила та вдосконалили лабораторні тести, якими можна виміряти параметри в'язкості та спрогнозувати, як працюватимуть модифіковані моторні олії.
Кінематична в'язкістьє найбільш поширеним виміром в'язкості використовується для моторних масел і є мірою опору потоку текучого середовища дії сили тяжіння. Кінематична в'язкість традиційно використовується як керівництво при виборі в'язкості олії для використання при нормальних робочих температурах. Капілярний віскозиметр вимірює витрати фіксованого об'єму рідини через невеликий отвір при контрольованій температурі.

Тест на капілярному віскозиметрі високого тиску, який використовується для імітації в'язкості моторних масел під час експлуатації підшипників колінчастого валу для вимірювання рівня високотемпературної в'язкості при високій швидкості зсуву (HTHS). HTHS може бути пов'язано з довговічністю двигуна при високому навантаженні та важких умовах служби

Ротаційні віскозиметри вимірюють опір текучого середовища, до потоку, використовуючи крутний момент на валу, що обертається, з постійною швидкістю обертання. Cold Cranking Simulator (CCS). Цей тест вимірює в'язкість за низьких температур, щоб імітувати запуск двигуна при низькій температурі. Олії з високою в'язкістю CCS можуть зробити важким старт двигуна.

Інший поширений роторний тест віскозиметра є Mini-Rotary Viscometer (MRV). Цей тест вивчає здатність насоса прокачувати олії після зазначеної термічної історії, яка включає потепління, повільне охолодження та цикли холодного замочування. MRV корисні при прогнозуванні моторних масел, схильних до відмов польових умов повільного охолодження (протягом ночі) у холодному кліматі.

Моторне масло іноді оцінюють вимірюванням температури застигання (ASTM D97) та помутніння (ASTM D2500). Застигання це найнижча температура, коли він спостерігається рух у маслі, коли зразок у скляній трубці нахилений. Помутнінням є температура, за якої спочатку спостерігається хмара від утворення кристалів парафіну. Ці два останні методи сьогодні більше не використовуються та замінені технічними вимогами для низькотемпературного прокачування та індексом желатинізації.

Шановні відвідувачі! За бажанням у формі нижче Ви можете залишити свій коментар. Увага! Рекламний спам, повідомлення, що не стосуються теми статті, образливого або загрозливого характеру, що закликають та/або розпалюють міжнаціональну ворожнечу, будуть видалені без пояснень