สารปรับความหนืดของส่วนผสมคอนกรีต (สารทำให้คงตัว) เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้สารปรับความหนืดสำหรับน้ำมันเครื่องยานยนต์ วิธีการทำงานของตัวปรับความหนืด

ผู้ผลิตจะได้รับดัชนีความหนืด SAE ที่ต้องการได้อย่างไร ด้วยความช่วยเหลือของสารพิเศษ - ตัวปรับความหนืดซึ่งเติมลงในน้ำมัน ตัวดัดแปลงคืออะไร ต่างกันอย่างไร และใช้ผลิตภัณฑ์ใด - อ่านเนื้อหานี้

งานหลักของ MV (ตัวปรับความหนืด) คือการลดการพึ่งพาความหนืด น้ำมันเครื่องรถยนต์จากสิ่งแวดล้อม ระบอบอุณหภูมิเนื่องจากคุณสมบัติของโมเลกุล MW หลังเป็นโครงสร้างโพลีเมอร์ที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ กล่าวง่ายๆ เมื่อระดับเพิ่มขึ้น โมเลกุลของ MV จะ "ละลาย" และเพิ่มความหนืดของ "น้ำมันค็อกเทล" ทั้งหมด และเมื่อลดระดับลงก็จะ "พับ"

ดังนั้นโครงสร้างทางเคมีและขนาดของโมเลกุลจึงมากที่สุด องค์ประกอบที่สำคัญสถาปัตยกรรมโมเลกุลของตัวดัดแปลง สารเติมแต่งดังกล่าวมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะ สารปรับความหนืดทั้งหมดที่ผลิตในปัจจุบันประกอบด้วยโซ่คาร์บอนอะลิฟาติก ความแตกต่างของโครงสร้างหลักอยู่ในกลุ่มด้านข้าง ซึ่งแตกต่างกันทั้งทางเคมีและขนาด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในโครงสร้างทางเคมีของ MW ให้ คุณสมบัติต่างๆน้ำมัน เช่น ความสามารถในการทำให้ข้น ความหนืดเมื่อเทียบกับอุณหภูมิ ความเสถียรต่อออกซิเดชัน และลักษณะการประหยัดเชื้อเพลิง

โพลิไอโซบิวทิลีน (PIB หรือโพลิบิวทีน) เป็นตัวปรับความหนืดที่โดดเด่นในปลายทศวรรษ 1950 นับตั้งแต่นั้นมาตัวดัดแปลง PIB ก็ถูกแทนที่ด้วยตัวดัดแปลงประเภทอื่นๆ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะไม่ให้ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซลที่น่าพอใจ อย่างไรก็ตาม PIB ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในน้ำมันเกียร์รถยนต์
โพลีเมทิลอะคริเลต (PMA) – สารปรับความหนืดของ PMA มีโซ่ด้านข้างของอัลคิลที่ป้องกันการก่อตัวของผลึกขี้ผึ้งในน้ำมัน จึงให้คุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำได้ดีเยี่ยม

Olefin Copolymers (OCP) – ตัวปรับความหนืด OCP ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในน้ำมันเครื่องเนื่องจากต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพที่น่าพอใจ มี OCP ต่างๆ ให้เลือก ซึ่งแตกต่างกันไปตามน้ำหนักโมเลกุลและอัตราส่วนเอทิลีนต่อโพรพิลีนเป็นหลัก เอสเทอร์ของโคพอลิเมอร์ของสไตรีนและแอนไฮไดรด์มาลิก (อีเทอร์สไตรีน) - อีเทอร์สไตรีน - สารปรับความหนืดมัลติฟังก์ชั่นประสิทธิภาพสูง การรวมกันของกลุ่มอัลคิลที่แตกต่างกันทำให้น้ำมันที่มีสารเติมแต่งเหล่านี้มีคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำที่ดีเยี่ยม สารปรับความหนืดสไตรีนถูกนำมาใช้ในน้ำมันสำหรับ มอเตอร์ประหยัดพลังงานและยังคงใช้ในน้ำมันเกียร์สำหรับ กล่องอัตโนมัติเกียร์ saturated styrene-diene copolymers - โมดิฟายเออร์ตามโคพอลิเมอร์ที่เติมไฮโดรเจนของสไตรีนที่มีไอโซพรีนหรือบิวทาไดอีนช่วยในการประหยัดเชื้อเพลิง ประสิทธิภาพที่ดีความหนืดที่อุณหภูมิต่ำและคุณสมบัติของอุณหภูมิสูง สารปรับความหนืดโพลิสไตรีนเรเดียลอิ่มตัว (STAR) ที่อิงจากตัวดัดแปลงความหนืดพอลิสไตรีนเรเดียลในแนวรัศมีมีความต้านทานแรงเฉือนที่ดีด้วยต้นทุนการประมวลผลที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับตัวดัดแปลงความหนืดประเภทอื่นๆ คุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของพวกมันคล้ายกับตัวดัดแปลง OCP

โพลีเมอร์รูปดาวที่สามารถใช้เป็นตัวปรับดัชนีความหนืดในสูตรน้ำมันที่ผลิตขึ้นสำหรับเครื่องยนต์สมรรถนะสูง สตาร์โพลีเมอร์มีกิ่งก้านของ tetrablock copolymers ที่ประกอบด้วยบล็อกของพอลิไอโซพรีน พอลิบิวทาไดอีน-พอลิไอโซพรีนที่เติมไฮโดรเจนด้วยบล็อกพอลิสไตรีน ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในอุณหภูมิต่ำในน้ำมันหล่อลื่น มีสมรรถนะการข้นที่ดี และสามารถกู้คืนเป็นชิปโพลีเมอร์ได้ พอลิเมอร์มีลักษณะเฉพาะด้วยสูตรโครงสร้างที่มีโมโนเมอร์อย่างน้อยสี่บล็อก แต่ละบล็อกมีลักษณะเฉพาะด้วยน้ำหนักโมเลกุลช่วงหนึ่ง ในโครงสร้างของโคพอลิเมอร์บล็อกที่เติมไฮโดรเจนจะมีสารจับคู่พอลิอัลคีนิล 3 วิ และ 5 z.p.f-ly, 3 แท็บ

สาขาเทคนิค การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับพอลิเมอร์ไอโซพรีนที่เติมไฮโดรเจนและบิวทาไดอีนสตาร์ และกับองค์ประกอบของน้ำมันที่ประกอบด้วยสตาร์โพลีเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของน้ำมันที่มีคุณสมบัติอุณหภูมิต่ำที่ดีเยี่ยมและประสิทธิภาพการข้น และสำหรับพอลิเมอร์ที่มีลักษณะการแปรรูปที่ดีเยี่ยม ความเป็นมาของการประดิษฐ์ ด้วยอุณหภูมิ ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นจะเปลี่ยนไป โดยทั่วไป น้ำมันจะถูกระบุโดยดัชนีความหนืด ซึ่งเป็นหน้าที่ของความหนืดของน้ำมันที่อุณหภูมิต่ำที่กำหนดและอุณหภูมิสูงที่กำหนด นี้ อุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูงนี้แปรผันตลอดหลายปีที่ผ่านมา แต่ในช่วงเวลาใดก็ตาม พวกมันจะได้รับการแก้ไขโดยวิธีทดสอบ ASTM (ASTM D2270) ปัจจุบันอุณหภูมิต่ำสุดที่ระบุในการทดสอบคือ 40°C และอุณหภูมิที่สูงขึ้นคือ 100°C สำหรับน้ำมันหล่อลื่นมอเตอร์สองตัวที่มีความหนืดจลนศาสตร์เท่ากันที่ 100°C น้ำมันหล่อลื่นที่มีความหนืดจลนศาสตร์ต่ำกว่าที่ 40°C จะมีค่าสูงกว่า ดัชนีความหนืด น้ำมันดัชนีความหนืดสูงแสดงการเปลี่ยนแปลงของความหนืดจลนศาสตร์น้อยกว่าระหว่าง 40 ถึง 100°C โดยทั่วไป ตัวปรับดัชนีความหนืดที่เติมลงในน้ำมันเครื่องจะเพิ่มทั้งดัชนีความหนืดและความหนืดจลนศาสตร์ ระบบการจำแนกประเภทในมาตรฐาน SAE J300 ไม่รวมการใช้ดัชนีความหนืดในการจำแนกประเภทน้ำมันหลายเกรด อย่างไรก็ตาม ครั้งหนึ่งมาตรฐานต้องการเกรดบางเกรดเพื่อให้สอดคล้องกับความหนืดที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งจะได้รับการประมาณค่าจากการวัดความหนืดจลนศาสตร์ที่ทำขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น เนื่องจากเป็นที่ทราบกันดีว่าการใช้น้ำมันที่มีความหนืดมากเกินไปที่อุณหภูมิต่ำส่งผลให้เกิดการสตาร์ท ความยากลำบาก เครื่องยนต์ใน สภาพอากาศหนาวเย็น. ด้วยเหตุนี้ จึงเลือกน้ำมันสากลที่มีค่าดัชนีความหนืดสูง น้ำมันเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยความหนืดต่ำสุดที่คาดการณ์ถึงอุณหภูมิต่ำ ตั้งแต่นั้นมา ASTM ได้พัฒนาเครื่องจำลองข้อเหวี่ยง เพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์เย็น (CCS), ASTM D5293 (เดิมคือ ASTM D2602) ซึ่งเป็นเครื่องวัดความหนืดที่มีอัตราเฉือนสูงปานกลางซึ่งสอดคล้องกับความเร็วรอบการหมุนของเครื่องยนต์และเครื่องยนต์ที่สตาร์ทที่อุณหภูมิต่ำ ในปัจจุบัน มาตรฐาน SAE J300 ได้กำหนดขีดจำกัดความหนืดของข้อเหวี่ยงที่กำหนดโดย CCS และไม่มีการใช้ดัชนีความหนืด ด้วยเหตุผลนี้ โพลีเมอร์ที่ปรับปรุงคุณสมบัติความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นในบางครั้งจึงเรียกว่าสารปรับความหนืดแทนที่จะเป็นตัวปรับดัชนีความหนืด วันนี้ยังทราบดีว่าความหนืดของข้อเหวี่ยงไม่เพียงพอสำหรับ การประเมินเต็มรูปแบบ ลักษณะสมรรถนะอุณหภูมิต่ำของน้ำมันหล่อลื่นในเครื่องยนต์ มาตรฐาน SAE J300 ยังกำหนดให้ใช้เครื่องวัดความหนืดเฉือนต่ำที่เรียกว่าเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนรอบขนาดเล็ก (MRV) เพื่อกำหนดความหนืดในการสูบน้ำ เครื่องมือนี้สามารถใช้วัดความหนืดและการเกิดเจล การเกิดเจลจะกำหนดโดยการวัดความแข็งแรงของผลผลิต ในการทดสอบนี้ ก่อนที่จะพิจารณาความหนืดและความแข็งแรงของผลผลิต น้ำมันจะถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เป็นเวลาสองวันจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้ล่วงหน้า การสังเกตจุดครากในการทดสอบนี้นำไปสู่การปิดการจ่ายน้ำมันโดยอัตโนมัติ ในขณะที่ความหนืดสำหรับการสูบต้องต่ำกว่าขีดจำกัดนี้ เพื่อที่ว่าในสภาพอากาศหนาวเย็น เครื่องยนต์จะไม่เกิดการหยุดชะงักในการจ่ายน้ำมันไปยังปั๊ม การทดสอบนี้บางครั้งเรียกว่าการทดสอบ TPI-MRV, ASTM D4684 มีสารหลายชนิดที่ใช้ในน้ำมันเครื่องอเนกประสงค์สูตรครบถ้วน นอกเหนือจากส่วนประกอบหลัก ซึ่งอาจรวมถึงพาราฟิน แนฟเทนิก และแม้กระทั่งของเหลวที่ได้จากการสังเคราะห์ สารปรับสภาพโพลิเมอร์ VI และสารกดประสาท มีสารเติมแต่งหลายชนิดที่เติมลงในน้ำมันหล่อลื่นซึ่งทำหน้าที่เป็นสารต้านการสึกหรอ สารป้องกันสนิม สารซักฟอก สารช่วยกระจายตัว และสารกดประสาท สารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่นเหล่านี้มักจะผสมในน้ำมันเจือจางและโดยทั่วไปจะเรียกว่าแพ็คเกจสารยับยั้งสารช่วยกระจายตัวหรือสารเชิงซ้อน "DI" แนวปฏิบัติทั่วไปในการกำหนดสูตรน้ำมันหลายเกรดคือการผสมจนกว่าจะได้ค่าความหนืดจลนศาสตร์และความหนืดของข้อเหวี่ยงตามที่ต้องการ ซึ่งกำหนดไว้ใน SAE J300 ตามข้อกำหนดเกรด SAE ที่กล่าวถึง ชุด DI และสารกดจุดเทของเหลวผสมกับน้ำมันเข้มข้นปรับค่า VI และน้ำมันพื้นฐานหนึ่งตัวหรือน้ำมันพื้นฐานสองตัวหรือมากกว่าที่มีคุณสมบัติความหนืดต่างกัน ตัวอย่างเช่น สำหรับน้ำมันอเนกประสงค์ SAE 10W-30 ความเข้มข้นของชุด DI และสารกดจุดไหลรินสามารถคงที่ได้ แต่ปริมาณของน้ำมันพื้นฐาน HVI 100 เป็นกลาง และ HVI 250 เป็นกลาง หรือ HVI 300 เป็นกลาง พร้อมกับปริมาณ ตัวดัดแปลง VI สามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อให้ได้ความหนืดที่ต้องการ ทางเลือกของสารกดประสาทจุดไหลโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับชนิดของสารตั้งต้นพาราฟฟินิกในน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม หากตัวแก้ไขดัชนีความหนืดมีแนวโน้มที่จะโต้ตอบกับสารตั้งต้นที่เป็นพาราฟิน อาจจำเป็นต้องเพิ่มสารกดจุดเทอีกประเภทหนึ่งหรือจุดไหลเพิ่มเพิ่มเติมที่ใช้สำหรับส่วนประกอบหลักเพื่อชดเชยการโต้ตอบนี้ มิฉะนั้น รีโอโลยีที่อุณหภูมิต่ำจะเสื่อมสภาพและผลที่ได้จะเป็นการตัดน้ำมันไปที่ TPI-MRV การใช้ยากดจุดไหลเพิ่มโดยทั่วไปจะเพิ่มค่าใช้จ่ายในการรับส่วนประกอบ น้ำมันหล่อลื่นมอเตอร์ . เมื่อได้องค์ประกอบที่มีความหนืดไคเนมาติกและความหนืดในการเหวี่ยงที่ต้องการแล้ว ความหนืดจะถูกกำหนดในวิธี TPI-MRV ความหนืดค่อนข้างต่ำสำหรับการปั๊มและไม่ต้องการความแข็งแรงของผลผลิต ในการกำหนดสูตรของน้ำมันอเนกประสงค์ เป็นที่พึงปรารถนาอย่างยิ่งที่จะใช้สารปรับสภาพ VI ที่ไม่เพิ่มความหนืดในการปั๊มที่อุณหภูมิต่ำหรือความแข็งแรงของผลผลิตอย่างมาก ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงขององค์ประกอบของน้ำมันที่อาจทำให้เกิดการหยุดชะงักในการจ่ายน้ำมันของปั๊มไปยังเครื่องยนต์ และช่วยให้ผู้ผลิตน้ำมันมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการใช้ส่วนประกอบอื่นๆ ที่เพิ่มความหนืดของปั๊ม ตัวดัดแปลงดัชนีความหนืดได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ใน US-A-4,116,917 ซึ่งเป็นพอลิเมอร์แบบดาวที่เติมไฮโดรเจนซึ่งมีกิ่งก้านของพอลิเมอร์ที่เติมไฮโดรเจนของโคพอลิเมอร์ไดอีนคอนจูเกต ซึ่งรวมถึงพอลิบิวทาไดอีนที่ได้จากการเติมบิวทาไดอีนในระดับสูง US-A-5460739 อธิบายพอลิเมอร์แบบดาวกิ่ง (EP-EB-EP") เป็นตัวดัดแปลง VI โพลีเมอร์ดังกล่าวมีลักษณะการข้นที่ดีแต่แยกออกได้ยาก US-A-5458791 อธิบายโพลีเมอร์รูปดาวที่มีกิ่งก้าน (EP-S -EP") EP และ EP' ดังกล่าวเป็นบล็อกพอลิไอโซพรีนเติมไฮโดรเจน EB กล่าวคือบล็อกโพลีบิวทาไดอีนเติมไฮโดรเจน และ S เป็นบล็อกโพลีสไตรีน ข้อดีคือ จะได้พอลิเมอร์ที่มีลักษณะข้นดีและมีลักษณะการประมวลผลที่ยอดเยี่ยม พอลิเมอร์ สรุปการประดิษฐ์ ตามการประดิษฐ์ปัจจุบัน โพลีเมอร์รูปดาวมีโครงสร้างที่เลือกจากกลุ่มประกอบด้วย (S-EP -EB-EP") n -X, (I) (EP-S-EB- EP") n -X, (II) (EP-EB-S-EP") n -X, (III) โดยที่ EP คือบล็อกพอลิไอโซพรีนที่เติมไฮโดรเจนภายนอกซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยเป็นตัวเลข (MW 1) ระหว่าง 6500 ถึง 85000 ก่อนไฮโดรจิเนชัน EB เป็นบล็อกโพลีบิวทาไดอีนที่เติมไฮโดรเจนโดยมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MW 2 ) ระหว่าง 1500 ถึง 15,000 ก่อนไฮโดรจิเนชันและโพลีเมอไรเซชันอย่างน้อย 85% โดยเพิ่ม 1,4; EP" เป็นบล็อกโพลีไอโซพรีนที่เติมไฮโดรเจนภายในซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MW 3 ) ระหว่าง 1500 ถึง 55000 ก่อนไฮโดรจิเนชัน
S คือบล็อกโพลีสไตรีนที่มีตัวเลขน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MW s) ในช่วงระหว่าง 1,000 ถึง 4000 หากบล็อก S อยู่ภายนอก (I) และระหว่าง 2000 ถึง 15,000 หากบล็อก S อยู่ภายใน (II หรือ III)
โดยที่โครงสร้างสตาร์พอลิเมอร์ประกอบด้วยโพลิบิวทาไดอีน 3 ถึง 15 % โดยน้ำหนัก อัตราส่วน MW 1 /MW 3 อยู่ในช่วง 0.75:1 ถึง 7.5:1 X คือแกนกลางของสารจับคู่พอลิอัลคีนิล และ n คือ จำนวนของกิ่งก้านปิดกั้นโคโพลีเมอร์ในพอลิเมอร์ที่เป็นดาวเมื่อเชื่อมโยงกับ 2 โมลหรือมากกว่าของสารควบรวมพอลิอัลคีนิลต่อโมลของโมเลกุลโคพอลิเมอร์บล็อกที่มีชีวิต โพลิเมอร์สตาร์ดังกล่าวมีประโยชน์ในฐานะตัวปรับดัชนีความหนืดในสูตรน้ำมันที่คิดค้นขึ้นสำหรับเครื่องยนต์สมรรถนะสูง Tetrablocks ปรับปรุงประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำของโพลีเมอร์อย่างมากในฐานะตัวปรับดัชนีความหนืด เมื่อเทียบกับสตาร์โพลีเมอร์ที่มีอัตราส่วนบล็อกน้อยกว่า 0.75:1 หรือมากกว่า 7.5:1 จะยอมให้ความหนืดลดลงที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้น พอลิเมอร์เหล่านี้สามารถใช้กับน้ำมันพื้นฐานเพื่อให้องค์ประกอบของน้ำมันมีความหนืดที่ดีขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถเตรียมสารเข้มข้นซึ่งจะมีอย่างน้อย 75% โดยน้ำมันพื้นฐานน้ำหนักและ 5 ถึง 25% โดยโพลิเมอร์น้ำหนักดาว คำอธิบายโดยละเอียดสิ่งประดิษฐ์
สตาร์โพลีเมอร์ของการประดิษฐ์นี้ถูกเตรียมขึ้นอย่างรวดเร็วโดยวิธีการที่อธิบายไว้ใน CA-A-716645 และ US-E-27145 อย่างไรก็ตาม โพลีเมอร์ที่เป็นดาวของการประดิษฐ์นี้มีน้ำหนักโมเลกุลและองค์ประกอบที่ไม่ได้อธิบายไว้ในเอกสารอ้างอิง และถูกเลือกเป็นตัวปรับดัชนีความหนืดเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำที่ดีขึ้นอย่างน่าประหลาดใจ โมเลกุลโพลีเมอร์ที่มีชีวิตถูกควบคู่กับสารคู่ควบพอลิอัลคีนิล เช่น ไดวินิลเบนซีน โดยที่อัตราส่วนโมลของไดวินิลเบนซีนต่อโมเลกุลโพลีเมอร์ที่มีชีวิตคือ 2:1 เป็นอย่างน้อยและอย่างพึงประสงค์ 3:1 เป็นอย่างน้อย จากนั้นพอลิเมอร์ที่เป็นดาวจะถูกเติมไฮโดรเจนอย่างเลือกสรรจนถึงความอิ่มตัวอย่างน้อย 95% โดยน้ำหนัก อย่างพึงประสงค์อย่างน้อย 98% โดยน้ำหนักของหน่วยไอโซพรีนและบิวทาไดอีน ทั้งขนาดและตำแหน่งของบล็อกสไตรีนมีความสำคัญต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพ โพลีเมอร์ที่อธิบายในการประดิษฐ์นี้เพิ่มความหนืดที่วัดได้ในการทดสอบ TPI-MRV น้อยกว่าโพลีเมอร์ที่ไม่มีบล็อกพอลิสไตรีนเพิ่มเติม การใช้โพลีเมอร์บางตัวที่อธิบายไว้ในการประดิษฐ์นี้ยังผลิตน้ำมันอเนกประสงค์ที่มีดัชนีความหนืดสูงกว่าพอลิไอโซพรีนสตาร์โพลีเมอร์ที่เติมไฮโดรเจนหรือโพลีเมอร์สตาร์โพลีเมอร์ชนิดบล็อกโคโพลีเมอร์ที่เติมไฮโดรเจน (สไตรีน/ไอโซพรีน) การประดิษฐ์นี้ใช้ประโยชน์จากการค้นพบก่อนหน้านี้ว่าพอลิเมอร์รูปดาวที่ประมวลผลได้ด้วยไซโคลนซึ่งให้น้ำมันเครื่องที่มีแรงเฉือนสูงที่มีอุณหภูมิสูง (HTHSR) เกิดขึ้นจากการติดบล็อกพอลิสไตรีนขนาดเล็กเข้ากับสตาร์โพลีเมอร์ การค้นพบก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าบล็อคพอลิสไตรีนเพิ่มประสิทธิภาพของการบำบัดด้วยไซโคลนโดยไม่ใช้น้ำมันทำให้เกิดเจลเมื่อบล็อกโพลีสไตรีนมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยเป็นตัวเลขในช่วง 3000 ถึง 4000 และอยู่ในตำแหน่งด้านนอกให้ไกลจากแกนกลางมากที่สุด ในการประดิษฐ์นี้ พบว่าได้เปรียบเช่นเดียวกันหากบล็อกพอลิสไตรีนอยู่ในตำแหน่งภายในในโคพอลิเมอร์เตตระบล็อก และในกรณีของตำแหน่งภายใน น้ำหนักโมเลกุลของบล็อกพอลิสไตรีนไม่ควรจำกัดไว้ที่ 4000 ขีดสุด. สตาร์พอลิเมอร์ที่มีกิ่งก้านพอลิไอโซพรีนที่เติมไฮโดรเจนไม่ได้รับผลกระทบจากอันตรกิริยากับสารตั้งต้นพาราฟฟินิกเนื่องจากหมู่จี้อัลคิลส่วนเกินที่มีอยู่เมื่อมีการเติม 1,4, การเติม 3,4 หรือ 1,2 สำหรับไอโซพรีน สตาร์โพลีเมอร์ของการประดิษฐ์นี้ได้รับการออกแบบให้มีปฏิกิริยาระหว่างพาราฟินน้อยที่สุด เช่นเดียวกับสตาร์พอลิเมอร์ที่มีแขนโพลีไอโซพรีนทั้งหมดที่เติมไฮโดรเจน แต่จะได้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าสตาร์โพลีเมอร์ที่มีแขนโพลีไอโซพรีนทั้งหมด เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความหนาแน่นสูงซึ่งคล้ายกับโพลิเอทิลีนใกล้จุดศูนย์กลางของพอลิเมอร์รูปดาวจึงทำให้บล็อกไฮโดรเจนที่เติมไฮโดรเจนอยู่ห่างจากแกนกลางโดยการแนะนำบล็อก EP ภายใน ไม่ทราบแน่ชัดว่าทำไมสถานการณ์ดังกล่าว จะดี เนื่องจากตัวดัดแปลงดัชนีความหนืดนั้นใช้พอลิเมอร์แบบดาวเติมไฮโดรเจนที่มีกิ่งก้านเติมไฮโดรเจนที่มีบล็อกโพลีบิวทาไดอีนและโพลีไอโซพรีน ส่วนคล้ายโพลีเอทิลีนที่เติมไฮโดรเจนของกิ่งหนึ่งจะอยู่ไกลจากเพื่อนบ้านที่อยู่ติดกันในสารละลายและปฏิกิริยาของพาราฟิน สารตั้งต้นที่มีบล็อกพอลิบิวทาไดอีนเติมไฮโดรเจนหลายบล็อกของโมเลกุลพอลิเมอร์เดียวกัน ในทางกลับกัน บล็อกพอลิบิวทาไดอีนที่มีลักษณะคล้ายโพลิเอทิลีนไม่สามารถอยู่ใกล้กับขอบด้านนอกหรือรอบนอกของโมเลกุลรูปดาวมากเกินไป การแทรกแซงของพาราฟินและโพลิเอธิลีนควรถูกรักษาให้น้อยที่สุด การวางบล็อกโพลีบิวทาไดอีนที่เติมไฮโดรเจนใกล้กับบริเวณด้านนอกของโมเลกุลดาวมากเกินไปจะทำให้เกิดการตกผลึกระหว่างโมเลกุลของกิ่งก้านเหล่านี้ในสารละลาย มีความหนืดและการเกิดเจลเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดขึ้นจากการตกผลึกสามมิติของโมเลกุลรูปดาวจำนวนมากด้วยการก่อตัวของโครงสร้างผลึกขัดแตะ สำหรับการเชื่อมโยงภายในโมเลกุลที่จะครอบงำ บล็อกภายนอก (S-EP) (ดู I) บล็อกภายนอก EP-S (II) หรือ บล็อกภายนอก EP (ดังใน III) เป็นสิ่งจำเป็น เพื่อให้บรรลุเป้าหมายสองประการของการลดทั้งการตกผลึกระหว่างโมเลกุลและการมีปฏิสัมพันธ์กับพาราฟิน อัตราส่วนน้ำหนักโมเลกุล EP/EP" (MW 1 /MW 3) ควรอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.75:1 ถึง 7.5:1 อุณหภูมิการตกผลึกของสิ่งเหล่านี้ สามารถลดระดับโมเลกุลของพอลิบิวทาไดอีนที่เติมไฮโดรเจนในน้ำมันได้โดยการลดน้ำหนักโมเลกุลของบล็อกพอลิบิวทาไดอีนที่เติมไฮโดรเจนพร้อมกับวางพอลิบิวทาไดอีนที่เติมไฮโดรเจนระหว่างเซ็กเมนต์พอลิไอโซพรีที่เติมไฮโดรเจนและแทนที่บล็อก EB ด้วยบล็อก S ค่า EB ที่ลดลงนี้ส่งผลให้ TPI- ดีขึ้น ผลการทดสอบ MRV อุณหภูมิต่ำ นอกจากนี้ยังให้ประโยชน์เพิ่มเติมของสตาร์พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยบิวทาไดอีน ซึ่งมีความไวต่อชนิดหรือความเข้มข้นของสารกดจุดไหลรินน้อยกว่า และไม่ส่งผลให้เกิดน้ำมันที่มีดัชนีความหนืดที่ขึ้นกับเวลา ดังนั้น การประดิษฐ์นี้จึงอธิบายถึงตัวดัดแปลงดัชนีความหนืดที่เป็นพอลิเมอร์กึ่งผลึกกึ่งผลึกซึ่งให้ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำที่โดดเด่นและทำได้โดยไม่ต้องใช้จุดไหลเทที่มีความเข้มข้นค่อนข้างสูงหรือไม่จำเป็นต้องใช้จุดเทจุดเทเพิ่มเติม สตาร์โพลีเมอร์ของการประดิษฐ์นี้จะเป็นประโยชน์ในฐานะตัวดัดแปลง VI อย่างพึงประสงค์โดยพอลิเมอไรเซชันประจุลบของไอโซพรีนต่อหน้าเซก-บิวทิลลิเธียม การเพิ่มบิวทาไดอีนไปยังพอลิไอโซโพรพิลลิเธียมที่มีชีวิตหลังจากกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของบล็อกภายนอกเสร็จสิ้น การเติมไอโซพรีนไปยังโคพอลิเมอร์บล็อกที่มีชีวิตที่เป็นโพลีเมอร์ การเติมสไตรีนในเวลาที่ต้องการซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ต้องการของบล็อกพอลิสไตรีน และหลังจากนั้นเชื่อมโยงโมเลกุลโคโพลีเมอร์ของบล็อกที่มีชีวิตกับสารยึดเกาะพอลิอัลคีนิลเพื่อก่อรูปพอลิเมอร์ที่เป็นดาวตามด้วยไฮโดรจิเนชัน สิ่งสำคัญคือต้องรักษาระดับการเติม 1,4 ในระดับสูงตลอดกระบวนการโพลิเมอไรเซชันของบล็อกบิวทาไดอีนของบล็อกโคพอลิเมอร์ เพื่อให้ได้บล็อกคล้ายโพลิเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลเพียงพอ อย่างไรก็ตาม การได้รับบล็อกโพลีไอโซพรีนภายในที่มีไอโซพรีนเพิ่มขึ้น 1,4 ในระดับสูงนั้นไม่สำคัญนัก ดังนั้น หลังจากที่มีน้ำหนักโมเลกุลเพียงพอของพอลิเมอร์ที่มีการเติม 1,4-บิวทาไดอีนในระดับสูง ขอแนะนำให้เพิ่มสารก่อกวน เช่น ไดเอทิล อีเทอร์ สารก่อกวนสามารถถูกเติมได้หลังจากเสร็จสิ้นการทำพอลิเมอไรเซชันของบิวทาไดอีนและก่อนที่จะเติมไอโซพรีนมากขึ้นเพื่อสร้างบล็อกพอลิไอโซพรีนที่สอง ที่ ทางเลือกสามารถเติมสารก่อกวนก่อนที่พอลิเมอไรเซชันของบล็อกบิวทาไดอีนจะเสร็จสมบูรณ์และพร้อมกันกับการแนะนำไอโซพรีน สตาร์โพลีเมอร์ของการประดิษฐ์นี้ ก่อนไฮโดรจิเนชัน สามารถแสดงคุณลักษณะว่ามีจุดศูนย์กลางหรือแกนกลางหนาแน่นของพอลิเชื่อมขวาง (สารจับคู่พอลิอัลคีนิล) และกิ่งก้านโคพอลิเมอร์แบบบล็อกหลายกิ่งที่เล็ดลอดออกมาจากมัน จำนวนของกิ่งก้านที่กำหนดหาจากการศึกษาการกระเจิงมุมด้วยเลเซอร์สามารถแปรผันได้อย่างกว้างขวาง แต่โดยปกติอยู่ในช่วงประมาณ 13 ถึงประมาณ 22 โดยทั่วไป สตาร์โพลีเมอร์สามารถถูกเติมไฮโดรเจนโดยใช้เทคนิคใดๆ ที่เป็นที่รู้จักในศิลปวิทยาการแขนงนี้ ความไม่อิ่มตัวของโอเลฟินิก อย่างไรก็ตาม สภาวะไฮโดรจิเนชันต้องเพียงพอที่จะเติมไฮโดรเจนอย่างน้อย 95% ของความอิ่มตัวของโอเลฟินิกดั้งเดิมและต้องใช้สภาวะดังกล่าวเพื่อให้บล็อกพอลิบิวทาไดอีนที่เติมไฮโดรเจนบางส่วนหรือเติมไฮโดรเจนเต็มที่ไม่ตกผลึกและแยกออกจากตัวทำละลายก่อนการเติมไฮโดรเจนหรือตัวเร่งปฏิกิริยา เสร็จสิ้น. ขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของบิวทาไดอีนที่ใช้สร้างสตาร์พอลิเมอร์ ความหนืดของสารละลายจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในบางครั้งในระหว่างและหลังการเติมไฮโดรเจนในไซโคลเฮกเซน เพื่อหลีกเลี่ยงการตกผลึกของบล็อกโพลีบิวทาไดอีน จะต้องรักษาอุณหภูมิของตัวทำละลายให้สูงกว่าอุณหภูมิที่อาจเกิดการตกผลึกได้ โดยทั่วไป ไฮโดรจิเนชันเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมตามที่อธิบายไว้ใน US-E-27145 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนผสมของนิกเกิล เอทิลเฮกซาโนเอตและไตรเอทิลอะลูมินัมมีอะลูมิเนียม 1.8 ถึง 3 โมลต่อโมลของนิกเกิล เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติดัชนีความหนืด สามารถเพิ่มพอลิเมอร์แบบดาวเติมไฮโดรเจนของการประดิษฐ์นี้ลงในน้ำมันหล่อลื่นต่างๆ ได้ ตัวอย่างเช่น โพลิเมอร์สตาร์พอลิเมอร์ที่เติมไฮโดรเจนแบบคัดเลือกสามารถเติมลงในเชื้อเพลิงปิโตรเลียมที่กลั่นได้ เช่น น้ำมันแก๊ส น้ำมันหล่อลื่นสังเคราะห์และจากธรรมชาติ น้ำมันดิบ และน้ำมันอุตสาหกรรม นอกจาก น้ำมันโรเตอร์สามารถใช้ในการรับองค์ประกอบของของเหลวสำหรับ เกียร์อัตโนมัติ, น้ำมันหล่อลื่นสำหรับเกียร์และน้ำมันทำงาน ระบบไฮดรอลิก. โดยทั่วไป ปริมาณของพอลิเมอร์ที่เติมไฮโดรเจนแบบคัดเลือกจำนวนใดๆ อาจถูกผสมกับน้ำมัน โดยมีปริมาณอยู่ในช่วงประมาณ 0.05 ถึงประมาณ 10 % โดยน้ำหนักเป็นส่วนใหญ่ สำหรับน้ำมันเครื่อง ควรให้ปริมาณอยู่ในช่วงประมาณ 0.2 ถึงประมาณ 2 % โดยน้ำหนัก องค์ประกอบของน้ำมันหล่อลื่นที่ทำขึ้นโดยใช้พอลิเมอร์แบบดาวเติมไฮโดรเจนของการประดิษฐ์นี้อาจมีสารเติมแต่งอื่นๆ เช่น สารเติมแต่งต้านการกัดกร่อน, สารต้านอนุมูลอิสระ, สารซักฟอก, สารกดจุดเท และสารเสริม VI เพิ่มเติมหนึ่งชนิดหรือมากกว่า สารเติมแต่งทั่วไปที่จะเป็นประโยชน์ในการกำหนดสูตร น้ำมันหล่อลื่นของการประดิษฐ์นี้ และคำอธิบายสามารถพบได้ใน US-A-3772196 และ US-A-3835083 รูปลักษณ์ที่พึงประสงค์ของการประดิษฐ์
ในพอลิเมอร์ที่เป็นดาวฤกษ์ที่ต้องการของการประดิษฐ์นี้ น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MW 1 ) ของบล็อกพอลิไอโซพรีนชั้นนอกก่อนไฮโดรจิเนชันจะอยู่ในช่วง 15,000 ถึง 65,000 น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MW 2 ) ของบล็อกพอลิบิวทาไดอีนก่อนไฮโดรจิเนชัน อยู่ในช่วง 2,000 ถึง 6,000 น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MW 3) บล็อกพอลิไอโซพรีนชั้นในอยู่ในช่วง 5,000 ถึง 40000 น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MWs) ของบล็อกพอลิสไตรีนอยู่ในช่วง 2000 ถึง 4000 ถ้าบล็อก S อยู่ภายนอก และในช่วง 4000 ถึง 12000 ถ้าบล็อก S อยู่ภายใน และพอลิเมอร์รูปดาวมีน้อยกว่า 10 wt % polybutadiene และอัตราส่วน MW 1 /MW 3 อยู่ในช่วง 0.9: 1 ถึง 5: 1 พอลิเมอไรเซชันของบล็อกพอลิบิวทาไดอีนอย่างพึงประสงค์คืออย่างน้อย 89% ด้วยการเติม 1,4 สตาร์โพลีเมอร์ของการประดิษฐ์นี้ควรมีโครงสร้าง n-X (S-EP-EB-EP") โพลีเมอร์ที่ถูกผูกไว้ถูกเติมไฮโดรเจนอย่างเลือกสรรด้วยสารละลายนิกเกิลไตรเอทิลอะลูมินัมเอทิลเฮกซาโนเอตที่มีอัตราส่วน Al/Ni ในช่วงประมาณ 1.8:1 ถึง 2.5: 1 จนถึงความอิ่มตัวอย่างน้อย 98% ของหน่วยไอโซพรีนและบิวทาไดอีน หลังจากที่ได้อธิบายการประดิษฐ์นี้โดยรวมและรูปลักษณ์ที่พึงประสงค์ การประดิษฐ์นี้มีการอธิบายเพิ่มเติมในตัวอย่างต่อไปนี้ ซึ่งไม่ได้มุ่งหมายเพื่อจำกัดการประดิษฐ์
พอลิเมอร์ 1 ถึง 3 ได้มาตามการประดิษฐ์นี้ เรซิน 1 และ 2 มีบล็อกโพลีสไตรีนภายใน และโพลีเมอร์ 3 มีบล็อกโพลีสไตรีนภายนอกที่แขนแต่ละข้างของสตาร์โพลีเมอร์ พอลิเมอร์เหล่านี้ถูกเปรียบเทียบกับพอลิเมอร์สองตัวที่เตรียมตาม US-A-5460739 พอลิเมอร์ 4 และ 5 พอลิเมอร์เชิงพาณิชย์สองชนิด พอลิเมอร์ 6 และ 7 และพอลิเมอร์ที่เตรียมตาม US-A-5458791 พอลิเมอร์ 8 องค์ประกอบพอลิเมอร์และ ความหนืดหลอมเหลวสำหรับพอลิเมอร์เหล่านี้แสดงไว้ในตารางที่ 1 โพลีเมอร์ 1 และ 2 มีความหนืดหลอมเหลวที่ดีกว่าพอลิเมอร์เชิงพาณิชย์และของ US-A-5460739 และ US-A-5458791 อย่างชัดเจน พอลิเมอร์ 3 มีความหนืดละลายได้ดีกว่าพอลิเมอร์ของ US-A-5460739 ความหนืดหลอมของพอลิเมอร์ 3 นั้นต่ำกว่าพอลิเมอร์สตาร์ 7 เชิงพาณิชย์เล็กน้อย แม้ว่าพอลิเมอร์จะมีปริมาณพอลิสไตรีนใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตาม น้ำหนักโมเลกุลรวมของกิ่งซึ่งเป็นผลรวมของน้ำหนักโมเลกุลที่ได้จากขั้นตอนที่ 1 ถึง 4 สำหรับโพลิเมอร์ 3 จะต่ำกว่าน้ำหนักโมเลกุลรวมของกิ่งของโพลิเมอร์ 7 ซึ่งเป็นผลรวมของน้ำหนักโมเลกุล ได้ในขั้นตอนที่ 1 และ 2 หากพอลิเมอร์ 3 ถูกดัดแปลงโดยการเพิ่มน้ำหนักโมเลกุลที่ได้รับในขั้นตอนที่ 2, 3 หรือ 4 เพื่อให้น้ำหนักโมเลกุลรวมของกิ่งก้านเข้าใกล้ค่าที่สอดคล้องกันสำหรับพอลิเมอร์ 7 ปรากฏว่าค่า ​​ของความหนืดหลอมเหลวจะเท่ากันหรือเกินค่าความหนืดหลอมของพอลิเมอร์ 7 โดยทั่วไป โพลีเมอร์ที่มีความหนืดหลอมสูงจะประมวลผลได้ง่ายขึ้นด้วยไซโคลน โพลีเมอร์เข้มข้นถูกสร้างขึ้นโดยใช้สต็อกเบสของ Exxon HVI 100N LP สารเข้มข้นถูกใช้เพื่อให้ได้องค์ประกอบที่มีสูตรครบถ้วนของสากล น้ำมัน SAE 10W-40. นอกจากสารปรับสภาพเข้มข้น VI แล้ว น้ำมันเหล่านี้ยังมีสารกดจุดเท ชุดสารยับยั้งสารช่วยกระจายตัว และน้ำมันพื้นฐานเชลล์ HVI100N และ HVI250N การทดสอบการสูญเสียความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นหัวฉีดดีเซล (DIN) ตามขั้นตอนการทดสอบ CECL-14-A-93 พบว่าพอลิเมอร์ 1 ถึง 3 เป็นตัวดัดแปลง VI ตัวแทนที่มีความต้านทานแรงเฉือนเชิงกลสูงถึงปานกลาง ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงไว้ในตารางที่ 2 ความหนืดเฉือนสูง ซึ่งวัดในเครื่องจำลองตลับลูกปืนแบบเรียว (TBS) ที่ 150° C. เป็นลักษณะทั่วไปของพอลิเมอร์แบบสตาร์ธรรมดาที่มีระดับความเสถียรถาวรในระดับนี้ นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากผลลัพธ์นั้นเกินค่าขั้นต่ำที่กำหนดโดย SAE Standard J300 ได้อย่างง่ายดาย โพลีเมอร์ 1 และ 3 เข้าคู่กับประสิทธิภาพ TPI-MRV ที่โดดเด่นของโพลีเมอร์ 4 และ 5 น้ำมันอเนกประสงค์ SAE 10W-40 ที่มีพอลิเมอร์ 1 ยังแสดงการขึ้นกับเวลาของดัชนีความหนืดด้วย เมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาสามสัปดาห์ ดัชนีความหนืดเพิ่มขึ้นจาก 163 เป็น 200 ความหนืดจลนศาสตร์ที่ 100 o C ไม่เปลี่ยนแปลง แต่ความหนืดที่ 40 o C ลดลงจาก 88 เป็น 72 centistokes (จาก 88 เป็น 72 mm 2 /s) พอลิเมอร์ 2 และ 3 ไม่มีการพึ่งพาเวลา โพลีเมอร์เข้มข้นใน Exxon HVI100N ยังถูกใช้เพื่อผลิตน้ำมันอเนกประสงค์ SAE 5W-30 ที่มีสูตรครบถ้วน ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงไว้ในตารางที่ 3 นอกจากสารปรับสภาพ VI แล้ว น้ำมันเหล่านี้ยังมีสารกดจุดไหลเท ชุดสารยับยั้งสารช่วยกระจายตัว และน้ำมันพื้นฐาน Exxon HVI100N LP เพิ่มเติม ในการทำซ้ำของการทดสอบ TPI-MRV ที่ -35 o C ประสิทธิภาพการทำงานระหว่างพอลิเมอร์ 1, 2 และ 3 ในด้านหนึ่งไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ และ 4 และ 5 ในด้านอื่นๆ แต่ทั้งหมดนั้นดีกว่าพอลิเมอร์อย่างมีนัยสำคัญ 8 เช่นเดียวกับพอลิเมอร์เชิงพาณิชย์ 6 และ 7

เรียกร้อง

1. พอลิเมอร์รูปดาวมีโครงสร้างที่คัดเลือกมาจากหมู่ประกอบด้วย
(S-EP-EB-EP) n-X, (I)
(EP-S-EB-EP) n-X, (II)
(EP-EB-S-EP) n-X, (III)
โดยที่ EP เป็นบล็อกเติมไฮโดรเจนภายนอกของพอลิไอโซพรีนที่มีจำนวนโมลเมตรเฉลี่ยก่อนไฮโดรจิเนชัน (MW 1) ระหว่าง 6500 ถึง 85000;
EB เป็นบล็อกโพลีบิวทาไดอีนเติมไฮโดรเจนที่มีจำนวนโมลเฉลี่ย (MW 2) ในช่วงระหว่าง 1500 ถึง 15,000 และพอลิเมอร์อย่างน้อย 85% โดยเพิ่ม 1,4;
EP" เป็นบล็อกโพลีไอโซพรีนที่เติมไฮโดรเจนภายในซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (MW 3) ระหว่าง 1500 ถึง 55000 ก่อนไฮโดรจิเนชัน
S คือบล็อกของพอลิสไตรีนที่มีจำนวนโมล.ม.เฉลี่ย (MW s) ในช่วงระหว่าง 1,000 ถึง 4000 หาก S block อยู่ภายนอก (I) และระหว่าง 2000 ถึง 15000 หาก S block อยู่ภายใน (II หรือ III)
โดยที่โครงสร้างสตาร์พอลิเมอร์ประกอบด้วยโพลิบิวทาไดอีน 3 ถึง 15 % โดยน้ำหนัก อัตราส่วน MW 1 /MW 3 อยู่ในช่วง 0.75:1 ถึง 7.5:1 X คือแกนกลางของสารจับคู่พอลิอัลคีนิล และ n คือ จำนวนของกิ่งก้านปิดกั้นโคโพลีเมอร์ในพอลิเมอร์ที่เป็นดาวเมื่อเชื่อมโยงกับ 2 โมลหรือมากกว่าของสารควบรวมพอลิอัลคีนิลต่อโมลของโมเลกุลโคพอลิเมอร์บล็อกที่มีชีวิต 2. สตาร์พอลิเมอร์ตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ที่ซึ่งสารควบคู่พอลิอัลคีนิลคือไดวินิลเบนซีน 3. สตาร์พอลิเมอร์ตามข้อถือสิทธิข้อที่ 2 ที่ซึ่ง n คือจำนวนกิ่งเมื่อจับกับไดวินิลเบนซีนอย่างน้อย 3 โมลต่อโมลของโมเลกุลโคพอลิเมอร์บล็อกที่มีชีวิต 4. สตาร์พอลิเมอร์ตามข้อถือสิทธิข้อ 1, 2 หรือ 3 โดยที่จำนวนเฉลี่ยโมล. (MW 1) บล็อกพอลิไอโซพรีนภายนอกก่อนไฮโดรจิเนชันอยู่ในช่วงตั้งแต่ 15,000 ถึง 65000 ตัวเลขเฉลี่ย mol.m. (MW 2) โพลีบิวทาไดอีนบล็อกก่อนไฮโดรจิเนชันอยู่ในช่วง 2000 ถึง 6000 ตัวเลขเฉลี่ย mol.m. (MW 3) บล็อกโพลีไอโซพรีนภายในก่อนไฮโดรจิเนชันอยู่ในช่วงตั้งแต่ 5,000 ถึง 40000 จำนวนโมลเฉลี่ย (W S) ของบล็อกพอลิสไตรีนอยู่ในช่วง 2000 ถึง 4000 ถ้าบล็อก S อยู่ภายนอก (I) และในช่วง 4000 ถึง 12000 หากบล็อก S อยู่ภายใน สตาร์พอลิเมอร์จะมีค่าน้อยกว่า 10 % โดยน้ำหนัก polybutadiene และอัตราส่วน MW 1 /MW 3 อยู่ในช่วง 0.9: 1 ถึง 5: 1 5. พอลิเมอร์แบบดาวตามข้อถือสิทธิก่อนหน้านี้ข้อใดข้อหนึ่ง ที่ซึ่งพอลิเมอไรเซชันของบล็อกพอลิบิวทาไดอีนมีอย่างน้อย 89% โดยการเพิ่ม 1.4 6. สตาร์พอลิเมอร์ตามข้อถือสิทธิก่อนหน้านี้ข้อใดข้อหนึ่ง ที่ซึ่งบล็อกพอลิไอโซพรีนและบล็อกโพลีบิวทาไดอีนมีไฮโดรเจนอย่างน้อย 95% 7. องค์ประกอบของน้ำมันที่ประกอบด้วย: น้ำมันพื้นฐาน; และปริมาณของสตาร์พอลิเมอร์ตามย่อหน้าใดย่อหน้าหนึ่ง ซึ่งเป็นการปรับเปลี่ยนดัชนีความหนืด 8. ความเข้มข้นของโพลีเมอร์สำหรับองค์ประกอบน้ำมัน ที่ประกอบด้วย: น้ำมันพื้นฐานอย่างน้อย 75 wt.%; และตั้งแต่ 5 ถึง 25% โดยน้ำหนักของพอลิเมอร์ที่เป็นดาวตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ถึง 6 ข้อใดข้อหนึ่ง

ตัวแก้ไขดัชนีความหนืดโพลีเมอร์รูปดาวสำหรับองค์ประกอบน้ำมันและองค์ประกอบของน้ำมันด้วยมอเตอร์ น้ำมันหอย, น้ำมันเครื่องมอด, น้ำมันเครื่อง 10w 40, ความแตกต่างของน้ำมันเครื่อง, ความหนืดจลน์ของน้ำมันเครื่อง

วิวัฒนาการของเครื่องยนต์ สันดาปภายใน 150 ปีที่ผ่านมาของประวัติศาสตร์เป็นกระบวนการของการเพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพของเครื่องจักรนี้อย่างต่อเนื่องในการแปลงพลังงานเคมีแฝงของเชื้อเพลิงให้เป็นงานทางกล

ตั้งแต่การถือกำเนิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะเครื่องแรกที่สร้างขึ้นโดยวิศวกรนักประดิษฐ์ Nikolaus August Otto ในปี พ.ศ. 2419 การออกแบบและการทำงาน ลักษณะเครื่องยนต์สันดาปภายในเปลี่ยนไปจนจำไม่ได้ แม้จะมีความพยายามในการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้การได้ก่อนหน้านี้ แต่ผู้เชี่ยวชาญยังคงพิจารณาว่าปี 1876 เป็นปีเกิดของเครื่องยนต์สี่จังหวะ เพราะตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ยุคของแนวทางทางวิทยาศาสตร์ในการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในเริ่มต้นขึ้น ชื่อของวิศวกรอ็อตโตเป็นชื่อของวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ที่เป็นพื้นฐานของกระบวนการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซิน ซึ่งเรียกว่า “วัฏจักรอ็อตโต” ผู้สร้างยานยนต์ทุกคนในโลกใช้คำนี้เท่านั้น เข้าใจซึ่งกันและกันอย่างสมบูรณ์

นิโคเลาส์ ออกัส ออตโต

เครื่องยนต์ Otto สร้างขึ้นในปี 1876

ข้าว. 3 กากบาทของเพลาคาร์ดาน

ข้าว. 4 การประกอบถ้วยไขว้พร้อมกรงเข็ม

จาระบีหมายเลข 158 ถือเป็นน้ำมันหล่อลื่นแบบดั้งเดิมสำหรับคาร์ดานครอสในประเทศของเรา ช่างเครื่องผมหงอกจำเรื่องราวของต้นกำเนิดการบินที่ถูกกล่าวหาได้ แต่ลิงค์เดียวที่เชื่อมต่อน้ำมันหล่อลื่นยานยนต์ธรรมดานี้กับการบินกลับกลายเป็นน้ำมันพื้นฐาน MS-20 ซึ่งถือเป็นการบิน จากข้อดีทั้งหมดของ MS-20 มันให้คุณสมบัติโหลดความหนืดที่จำเป็นกับจาระบีหมายเลข 158 เท่านั้น มันดึกแล้ว จารบีด้วยความหนืดของน้ำมันพื้นฐานที่ 220 cSt เป็นที่ยอมรับอย่างมั่นคงในเทคโนโลยียานยนต์จนยากที่จะจินตนาการถึงสิ่งอื่นใด

อนึ่ง สบายดีนะคะ สีฟ้าครั้งที่ 158 ให้เม็ดสีพิเศษ - คอปเปอร์ phthalocyanine ซึ่งช่วยให้สารหล่อลื่นมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระและไตรโบโลยี อนิจจาจากมุมมองของความสำเร็จล่าสุด คุณสมบัติเจียมเนื้อเจียมตัวเหล่านี้ไม่เพียงพอและน้ำมันหล่อลื่นที่ทันสมัยถูกผสมด้วยองค์ประกอบสารเติมแต่งที่มีประสิทธิภาพสูงที่ทันสมัย และสีน้ำเงินซึ่งได้กลายเป็นเครื่องหมายดั้งเดิมของสากล น้ำมันหล่อลื่นรถยนต์, มีให้โดยง่ายโดยสีย้อมสีน้ำเงิน มันไม่มีวัตถุประสงค์ในการใช้งาน

ตัวอย่างของจาระบีข้อต่อสากลที่ทันสมัย ​​ลองพิจารณาจาระบียานยนต์สีน้ำเงินที่ได้รับความนิยมในรัสเซีย ผู้ลากมากดี X EP2 จากบริษัท ARGO. นี่คือลักษณะของมัน:

จากคุณสมบัติที่กำหนดของสารหล่อลื่น ผู้ลากมากดี Xดึงความสนใจไปที่โหลดการเชื่อม 2930 นิวตัน ซึ่งเป็นสองเท่าของข้อมูลของจาระบีหมายเลข 158 รวมถึงอุณหภูมิในการใช้งานสูงสุดถึง+160ºС คุณสมบัติอุณหภูมิสูงของจาระบีหมายเลข 158 แทบไม่เกิน100ºС อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบเชิงปฏิบัติหลักของน้ำมันหล่อลื่นสำหรับยานยนต์สมัยใหม่คือความอเนกประสงค์ น้ำมันหล่อลื่นสำหรับ น้ำมันแร่ด้วยความหนืด 160-220 cSt และสารเพิ่มความหนาลิเธียมที่ซับซ้อนใช้เพื่อให้บริการส่วนประกอบทั้งหมดของแชสซีของรถยนต์หรือโบกี้รถแทรกเตอร์

นี่เป็นการสรุปการทบทวน และอ่านเกี่ยวกับน้ำมันหล่อลื่นอื่นๆ สำหรับยานพาหนะและอุปกรณ์ เพื่อน ๆ ในบล็อกของเราที่เว็บไซต์ MKSM

มีการอ้างว่าน้ำมันที่มีความหนืดต่ำให้การปกป้องแม้กับเครื่องยนต์ดีเซลแบบบังคับ อะไรคือคุณสมบัติของข้อความนี้? ลองคิดดูสิ

เพื่อให้น้ำมันที่มีความหนืดต่ำสามารถป้องกันเครื่องยนต์ดีเซลของเครื่องจักรกลหนักได้อย่างเพียงพอและ ขนส่งสินค้าสิ่งสำคัญคือต้องศึกษาความเสถียรของแรงเฉือนอย่างละเอียด Isabella Goldmints นักวิทยาศาสตร์หลักด้านตัวปรับความฝืดที่ Infineum พูดถึงขั้นตอนบางอย่างที่กำลังดำเนินการเพื่อตรวจสอบความสามารถของน้ำมันเครื่องเกรดต่างๆ เพื่อรักษาความหนืด

ความกังวลเกี่ยวกับปัญหาสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในการออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลที่ได้รับการปรับปรุง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการควบคุมการปล่อยมลพิษ การควบคุมเสียง และการจ่ายไฟ ข้อกำหนดใหม่ทำให้เกิดความเครียดมากขึ้นกับน้ำมันหล่อลื่น และน้ำมันหล่อลื่นสมัยใหม่ได้รับการคาดหวังมากขึ้นว่าจะให้การปกป้องเครื่องยนต์ที่เหนือกว่าตลอดช่วงการถ่ายเทที่ยาวนาน ความท้าทายที่เพิ่มเข้ามาคือข้อกำหนดของผู้ผลิตเครื่องยนต์ (OEM) ในการจัดหาน้ำมันหล่อลื่นด้วยการประหยัดเชื้อเพลิงผ่านการสูญเสียความเสียดทานที่ลดลง ซึ่งหมายความว่าความหนืดของน้ำมันเครื่องสำหรับเครื่องจักรกลหนักและรถบรรทุกจะลดลงอย่างต่อเนื่อง

น้ำมันหลายเกรดและสารปรับความหนืด

การทดสอบรอบของ Kurt Orban 90 ประสบความสำเร็จในการพิจารณาความคงตัวของแรงเฉือนของน้ำมัน

สารเพิ่มความหนืด (VII) ถูกเติมลงในน้ำมันเครื่องเพื่อเพิ่มดัชนีความหนืดและรับ น้ำมันหลายเกรด. น้ำมันที่มีสารปรับความหนืดจะกลายเป็นของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน ซึ่งหมายความว่าความหนืดขึ้นอยู่กับอัตราเฉือน ปรากฏการณ์สองประการที่เกี่ยวข้องกับการใช้น้ำมันดังกล่าว:

• การสูญเสียความหนืดชั่วคราวที่อัตราเฉือนสูง - โพลีเมอร์จะเรียงตัวในทิศทางของการไหล ส่งผลให้น้ำมันบางลงแบบย้อนกลับได้
• การสูญเสียแรงเฉือนแบบย้อนกลับไม่ได้เมื่อโพลีเมอร์แตก - ความต้านทานต่อการแตกหักดังกล่าวเป็นตัววัดความเสถียรของแรงเฉือน

นับตั้งแต่เปิดตัว น้ำมันหลายเกรดได้รับการทดสอบอย่างต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบความเสถียรของแรงเฉือนของทั้งน้ำมันใหม่และที่มีอยู่

ตัวอย่างเช่น ในการจำลองการสูญเสียความหนืดอย่างต่อเนื่องในเครื่องยนต์ดีเซลแบบบังคับ การทดสอบจะดำเนินการบนขาตั้งหัวฉีดตามวิธี Kurt Orban เป็นเวลา 90 รอบ การทดสอบนี้ใช้เพื่อกำหนดความเสถียรในการรับแรงเฉือนของน้ำมันอย่างประสบผลสำเร็จ และมีความสัมพันธ์อย่างแน่นแฟ้นกับผลลัพธ์จากการใช้งานในปี 2546 และเครื่องยนต์ที่ใหม่กว่า

อย่างไรก็ตาม บังคับ เครื่องยนต์ดีเซลการเปลี่ยนแปลงทำให้สภาวะรุนแรงขึ้นซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความหนืด น้ำมันหล่อลื่น. หากเราต้องการให้น้ำมันมีให้ต่อไป การป้องกันที่เชื่อถือได้เพื่อป้องกันการสึกหรอตลอดช่วงการระบายน้ำ จำเป็นต้องเข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์ที่ทันสมัยที่สุด

การออกแบบเครื่องยนต์ต้องการการทดสอบเพิ่มเติม

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการปล่อย NOx ผู้ผลิตเครื่องยนต์จึงเปิดตัวระบบหมุนเวียนก๊าซไอเสีย (EGR) เป็นครั้งแรก ระบบหมุนเวียนก๊าซไอเสีย (การจ่ายซ้ำ) ทำให้เกิดเขม่าสะสมในห้องข้อเหวี่ยง และในเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ที่ผลิตก่อนปี 2010 การปนเปื้อนเขม่าของน้ำมันที่ระบายออกคือ 4-6% สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาน้ำมัน API CJ-4 ที่สามารถทนต่อการปนเปื้อนเขม่าหนักและไม่แสดงความหนืดมากเกินไป

อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดก๊าซไอเสียที่ใกล้เคียงกับ NOx ผู้ผลิตจึงได้เตรียมเครื่องยนต์ที่ทันสมัยด้วยระบบบำบัดไอเสียที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งรวมถึงระบบ Selective Catalytic Reduction (SCR) นี้ นวัตกรรมเทคโนโลยีให้การทำงานของเครื่องยนต์มีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดการเกิดเขม่าได้อย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ก่อนปี 2010 ซึ่งหมายความว่าการปนเปื้อนเขม่าในปัจจุบันมีผลกระทบต่อความหนืดของน้ำมันเพียงเล็กน้อย

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ร่วมกับความก้าวหน้าที่สำคัญอื่นๆ ในเทคโนโลยีเครื่องยนต์ หมายความว่าขณะนี้การสำรวจศักยภาพของสารเติมแต่งสารปรับความหนืดที่มีจำหน่ายในท้องตลาดซึ่งกำลังถูกเติมลงในน้ำมันในปัจจุบันถือเป็นสิ่งสำคัญ มาตรฐาน API CJ? 4 ใช้ในเครื่องยนต์ที่เป็นไปตามมาตรฐานความเป็นพิษของไอเสียใหม่

ในขณะเดียวกัน ก็จำเป็นต้องเข้าใจว่าการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่เราใช้ประเมินประสิทธิภาพของสารหล่อลื่นนั้นยังคงมีประสิทธิภาพและสัมพันธ์กันดีกับผลลัพธ์ที่แท้จริงของการใช้วัสดุเหล่านี้ในเครื่องยนต์สมัยใหม่หรือไม่

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของน้ำมันคือการคงค่าความหนืดตลอดช่วงการถ่ายเท และเป็นสิ่งสำคัญมากกว่าที่เคยที่จะเข้าใจการทำงานของตัวปรับความหนืดในน้ำมันหลายเกรด ด้วยเหตุนี้ Infenium จึงได้ทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการและภาคสนามของตัวปรับความหนืด (ต่อไปนี้จะเรียกว่า MV) เพื่อตรวจสอบรายละเอียดประสิทธิภาพของสารหล่อลื่นสมัยใหม่

การทดสอบภาคสนามของการป้องกันการสึกหรอ

ขั้นตอนแรกของงานวิจัยคือการสร้างคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของน้ำมันหล่อลื่นเมื่อนำไปใช้ในภาคสนาม ในการทำเช่นนี้ Infineum ได้ทำการทดสอบ MW ประเภทต่างๆ สำหรับน้ำมันที่มีความหนืดต่างกัน เครื่องยนต์ที่ใช้เป็นเครื่องยนต์ที่เป็นมิตรกับแรงเฉือนสูงและมีเขม่าต่ำ ซึ่งเป็นรุ่นทั่วไปที่พบในรถบรรทุกหรือเครื่องจักรกลหนักในปัจจุบัน

MF ที่นิยมใช้กันมากที่สุด 2 ชนิดคือ สไตรีน-บิวทาไดอีนโคพอลิเมอร์ที่เติมไฮโดรเจน (HBRs) และโอเลฟินโคพอลิเมอร์ (SPO) เกรดความหนืด SAE 15W-40 และ 10W-30 ที่ใช้ในการทดสอบประกอบด้วยโพลีเมอร์เหล่านี้และผลิตจาก น้ำมันพื้นฐาน Group II พร้อมแพ็คเกจเสริม API CJ-4 ที่เหมาะสม ในระหว่างการทดสอบ น้ำมันถูกเปลี่ยนเป็นระยะประมาณ 56 กม. ซึ่งในช่วงเวลานั้นได้มีการเก็บตัวอย่างซึ่งได้รับการทดสอบสำหรับพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง อย่างแรกคือ น้ำมันทั้งหมดที่ใช้รักษาทั้งความหนืดจลนศาสตร์ที่ 100°C และความหนืดเฉือนสูงที่อุณหภูมิสูงที่ 150°C (HTHS) โดยไม่คำนึงถึงปริมาณ MW

อีกด้วย ความสนใจเป็นพิเศษได้มอบให้กับผลิตภัณฑ์สึกหรอจากโลหะเนื่องจากน้ำมันที่มีความหนืดต่ำถูกนำมาใช้เพื่อให้ประหยัดเชื้อเพลิงได้อย่างเพียงพอ และผู้ผลิตบางรายได้แสดงความกังวลเกี่ยวกับความสามารถของน้ำมันที่มีความหนืดต่ำเหล่านี้ในการป้องกันการสึกหรออย่างเพียงพอ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการทดสอบ ไม่มีปัญหาการสึกหรอกับตัวอย่างน้ำมันทั้งสองอย่าง โดยวัดจากปริมาณโลหะสึกหรอของน้ำมันใช้แล้ว - ไม่มีความแตกต่างที่แท้จริงระหว่างน้ำมันที่มี MW ประเภทต่างๆ หรือความหนืดต่างกัน

น้ำมันทั้งหมดที่ใช้ในการทดสอบภาคสนามค่อนข้างมีประสิทธิภาพในการป้องกันการสึกหรอตลอดการทดสอบ นอกจากนี้ ในระหว่างช่วงการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องทั้งหมด ความหนืดลดลงเพียงเล็กน้อย

น้ำมัน PC-11 ในอนาคต

อย่างไรก็ตาม ความหนืดของสารหล่อลื่นยังคงลดลง และสิ่งสำคัญคือต้องเตรียมพร้อมสำหรับ รุ่นต่อไปน้ำมันเครื่อง ในอเมริกาเหนือ มีการใช้หมวดหมู่ PC-11 โดยจะมีการแนะนำหมวดหมู่ย่อย "ประหยัดเชื้อเพลิง" ใหม่ นั่นคือ PC-11 B น้ำมันที่สัมพันธ์กับมันในความหนืดจะถูกจัดประเภทเป็น SAE xW-30 ด้วย ความหนืดไดนามิกที่อุณหภูมิสูง (150 °C) และอัตราเฉือนสูง (HTHS) 2.9-3.2 mPa s

เพื่อประเมินข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการปรากฏตัวของน้ำมัน PC-11 ในอนาคต ได้มีการผสมตัวอย่างทดสอบหลายตัวอย่างเพื่อให้ความหนืดที่อุณหภูมิสูงของพวกมันที่อัตราเฉือนสูงเป็น 3.0-3.1 mPa·s พวกเขาผ่านการทดสอบ Kurt Orban 90 รอบ และหลังจากนั้นก็วัดความหนืดจลนศาสตร์ (CV 100) และความหนืดที่อุณหภูมิสูงที่อัตราเฉือนสูง (ความหนืด HTHS ที่ 150°C) ความสัมพันธ์ HTHS-CV สำหรับน้ำมันเหล่านี้คล้ายกับที่พบในน้ำมันที่มีความหนืดที่อุณหภูมิสูงที่อัตราเฉือนสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากตัวอย่างเหล่านี้อยู่ที่ระดับล่างสุดของเกรดความหนืด SAE หลังจากการตัดเฉือน CV100 ของพวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะต่ำกว่าขีดจำกัดของเกรดความหนืดมากกว่าความหนืด HTHS ซึ่งหมายความว่าเมื่อพัฒนาน้ำมัน PC-11 B การรักษา KB100 ให้อยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนดโดยเกรดความหนืดสำหรับความหนืดจลนศาสตร์ที่ 100 °C จะมีความสำคัญมากกว่าการรักษาไว้ ความหนืด HTHSที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส

ผลการทดสอบดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียความหนืดขึ้นอยู่กับความหนืดและชนิดของน้ำมันพื้นฐาน ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่น และความเข้มข้นของพอลิเมอร์ นอกจากนี้ เป็นที่ชัดเจนว่าน้ำมันที่มีความหนืดต่ำมีความเสถียรในการรับแรงเฉือนของพอลิเมอร์ที่ดีกว่า แม้ใน 90 รอบในการทดสอบ Kurt Orban

การเปรียบเทียบผลการทดสอบภาคสนามและม้านั่ง

เพื่อยืนยันผลลัพธ์ที่ได้จากห้องปฏิบัติการ Infenium ได้วิเคราะห์ตัวอย่างขั้นกลางและตัวอย่างที่ถ่ายหลังจากช่วงการเปลี่ยนทดแทน 56 กม. ในการทดลองภาคสนาม การเปรียบเทียบข้อมูลการทดสอบแบบตั้งโต๊ะและภาคสนามแสดงให้เห็นว่าวิธี ASTM ทำให้สามารถคาดการณ์แรงเฉือนของพอลิเมอร์ในภาคสนามได้อย่างแม่นยำ แม้กระทั่งในเครื่องยนต์ดีเซลที่มีอัตราเร่งสูงในปัจจุบัน

การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเราสามารถมั่นใจได้ว่าการทดสอบ Kurt Orban bench มากกว่า 90 รอบเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของการสูญเสียความหนืดและการคงระดับความหนืดที่สามารถคาดหวังได้เมื่อใช้น้ำมันในเครื่องยนต์ดีเซลสมัยใหม่

ในความเห็นของเรา เนื่องจากน้ำมันหล่อลื่นได้รับการออกแบบมาไม่เพียงแต่เพื่อป้องกันการสึกหรอ แต่ยังช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงด้วย ไม่เพียงแต่การเลือกสารปรับความหนืดซึ่งองค์ประกอบและโครงสร้างจะให้ความเสถียรในการรับแรงเฉือนสูงเท่านั้น แต่ยังต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับ ความหนืดจลนศาสตร์

ตัวปรับความหนืดทำงานอย่างไร

บางทีคุณอาจเจอ "รถป้ายแดง" - เรื่องราวสยองขวัญของผู้ขับขี่รถยนต์ เรื่องหนึ่งมากที่สุด สาเหตุที่เป็นไปได้ลักษณะของมันคือการทำลายตัวแก้ไขความหนืดกลับไม่ได้ แรงดันเครื่องยนต์ที่ลดลงอย่างราบรื่นตลอดอายุการใช้งานของน้ำมันยังบ่งชี้ถึงการทำลายโพลิเมอร์ (MB) โดยไม่ได้วางแผนไว้

น่าเสียดายที่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยนักเนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดสำหรับการสร้างน้ำมันเครื่อง (และไม่ใช่เฉพาะมอเตอร์) อยู่ในตลาดเปิด นอกเหนือจากน้ำมันพื้นฐานและแพ็คเกจสารเติมแต่งที่ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิต คุณยังสามารถหาตัวปรับความหนืดลดราคาได้อีกด้วย

มีปัญหาเพียงอย่างเดียวคือ ฐานวัตถุดิบที่ใช้ในการกำหนดสูตรผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปนั้นแตกต่างกันอย่างมากในด้านคุณภาพ และการศึกษาความคงตัวของผลิตภัณฑ์อาจใช้เวลาหลายเดือน (การทดลองในท้องทะเล) และเงินทุนจำนวนมาก

ไม่มีการวิเคราะห์ทางประสาทสัมผัส ไม่มีรส ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น จะช่วยให้ผู้บริโภคแยกสินค้าที่มีคุณภาพออกจากสินค้าคุณภาพต่ำได้ ผู้บริโภคสามารถไว้วางใจผู้ผลิตได้เท่านั้น ดังนั้นควรเลือกผู้ผลิตน้ำมันพื้นฐานและสารเติมแต่งอย่างระมัดระวัง เทคโนโลยีที่เหมาะสมไม่เพียงแต่เพิ่มสารเติมแต่งเท่านั้น แต่ยังทำงานกับวัตถุดิบทั้งหมดอีกด้วย

เชฟรอนทำมากกว่าแค่การสร้างน้ำมันพื้นฐานเฉพาะ ผู้เชี่ยวชาญของบริษัทพัฒนาและ ระบบที่ไม่เหมือนใครสารเติมแต่งที่ให้น้ำมันหล่อลื่น Texaco มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า การถือครองเชฟรอนรวมถึงแผนกของตนเองสำหรับการพัฒนาและการผลิตสารเติมแต่ง - นี่คือเชฟรอน Oronite กิจกรรมการวิจัยและพัฒนาของบริษัทมีความเข้มข้นในเกนต์ (เบลเยียม) ซึ่งในปี พ.ศ. 2536 ได้มีการเปิดศูนย์เทคโนโลยีใหม่ทั้งหมด อุปกรณ์ที่ทันสมัยห้องปฏิบัติการของศูนย์ดำเนินการวิเคราะห์น้ำมันหลายแสนครั้งต่อปีเพื่อให้การประกันคุณภาพแก่ผู้บริโภค

ความหนืดคืออะไร?

ความหนืดคือความต้านทานของของไหลต่อการไหล เมื่อของเหลวชั้นหนึ่งเลื่อนผ่านอีกชั้นหนึ่งของของไหลเดียวกัน กระแสเหล่านี้จะมีความต้านทานในระดับหนึ่งเสมอ เมื่อค่าความต้านทานนี้สูง ของเหลวจะถือว่ามีความหนืดสูงและเป็นผลให้ไหลเป็นชั้นหนา เช่น น้ำผึ้ง เมื่อความต้านทานการไหลของของไหลต่ำ จะถือว่าของไหลมี ความหนืดต่ำและชั้นของมันก็บางมากเหมือนน้ำมันมะกอก

เนื่องจากความหนืดของของเหลวหลายชนิดเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาว่าของเหลวนั้นต้องมีความหนืดที่เหมาะสมที่อุณหภูมิต่างกัน

ความหนืดของน้ำมันเครื่อง

น้ำมันเครื่องต้องหล่อลื่นส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่องยนต์ตลอดช่วงอุณหภูมิการทำงานปกติของเครื่องยนต์ อุณหภูมิต่ำมักจะทำให้การไหลของน้ำมันเครื่องข้นขึ้น ทำให้ปั๊มได้ยากขึ้น หากน้ำมันหล่อลื่นเข้าสู่ส่วนหลักของเครื่องยนต์อย่างช้าๆ การอดอาหารจะทำให้น้ำมันหล่อลื่นสึกหรอมากเกินไป นอกจากนี้, น้ำมันหนาทำให้สตาร์ทเครื่องยนต์เย็นได้ยากเนื่องจากความต้านทานที่เพิ่มขึ้น

ในทางกลับกัน ความร้อนมักจะทำให้ฟิล์มน้ำมันบางลง และใน กรณีรุนแรงสามารถลดความสามารถในการป้องกันของน้ำมัน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การสึกหรอก่อนวัยอันควรและ ความเสียหายทางกล แหวนลูกสูบและผนังกระบอกสูบ เคล็ดลับคือการหาสมดุลที่เหมาะสมของความหนืด ความหนาของฟิล์มน้ำมัน และความลื่นไหล ตัวแก้ไขความหนืดของสารละลายสามารถบรรลุสิ่งนี้ได้ สารปรับความหนืดคือพอลิเมอร์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อช่วยควบคุมความหนืดของสารหล่อลื่นในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด ช่วยให้น้ำมันหล่อลื่นมีการป้องกันและการไหลที่เพียงพอ

วิดีโอนี้จะช่วยอธิบายสามประเด็นสำคัญของความหนืด:
- น้ำมันเหลวไหลเร็วกว่าน้ำมันหนา
- อุณหภูมิต่ำจะทำให้น้ำมันข้นขึ้นและไหลช้าลงเมื่อเทียบกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น
- ตัวปรับความหนืดของน้ำมันอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน

การควบคุมความหนืดด้วยโพลีเมอร์

น้ำมันเครื่องสองชนิดที่แตกต่างกัน: น้ำมันสมรรถนะสูง (พร้อมตัวปรับแต่ง) และน้ำมัน ระดับต่ำประสิทธิภาพ. ทั้งสองคลาส ความหนืด SAE 10W-40. บีกเกอร์ที่มุมซ้ายแสดงค่าความหนืดของน้ำมันเครื่องสมรรถนะสูงที่อุณหภูมิห้อง บีกเกอร์ที่สองจากด้านซ้ายแสดงให้เห็นว่าน้ำมันเครื่องสมรรถนะต่ำสามารถข้นขึ้นระหว่างการใช้งานได้อย่างไร บีกเกอร์ใบที่สามแสดงให้เห็นว่าน้ำมันสมรรถนะสูงยังคงความลื่นไหลไว้ที่ -30°C ได้อย่างไร บีกเกอร์ทางด้านขวาสุดแสดงให้เห็นความลื่นไหลของน้ำมันเครื่องสมรรถนะต่ำที่ -30°C

เมื่อเรียนวิชาเคมีในโรงเรียน จำไว้ว่าพอลิเมอร์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยที่ทำซ้ำจำนวนมากที่เรียกว่าโมโนเมอร์ โพลีเมอร์ธรรมชาติ เช่น อำพัน ยาง ไหม ไม้ เป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของเรา โพลีเมอร์ที่มนุษย์สร้างขึ้นมีการใช้งานทั่วไปครั้งแรกในช่วงทศวรรษที่ 1930 ถุงน่องยางสังเคราะห์และไนลอน :) ภายในปี 1960 ประโยชน์ของการเพิ่มโพลิเมอร์ที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก ซึ่งมักใช้เป็นตัวปรับความหนืด ได้รับการยอมรับในระดับสากล

ตลอดระยะเวลานี้ Lubrizol เป็นผู้นำด้านเคมีพอลิเมอร์สำหรับน้ำมันเครื่องในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและ รถบรรทุก. ปัจจุบัน สารปรับความหนืด (VMS) เป็นส่วนประกอบสำคัญในน้ำมันเครื่องส่วนใหญ่ บทบาทของพวกเขาคือการช่วยหล่อลื่น บรรลุความหนืดตามที่ต้องการ และส่วนใหญ่มีผลในเชิงบวกต่อการเปลี่ยนแปลงความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นเมื่ออยู่ภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิ

เกรดความหนืด

พูดง่ายๆ เกรดความหนืดหมายถึงความหนาของฟิล์มน้ำมัน เกรดความหนืดมีสองประเภท: ตามฤดูกาลและทุกสภาพอากาศ น้ำมันเช่น SAE 30 ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การปกป้องเครื่องยนต์ในอุณหภูมิการทำงานปกติ แต่จะไม่ไหลที่อุณหภูมิต่ำ

น้ำมันหลายเกรดมักใช้สารปรับความหนืดเพื่อให้เกิดความยืดหยุ่นมากขึ้น มีช่วงความหนืดที่ระบุ เช่น SAE 10W-30 "W" แสดงว่าน้ำมันได้รับการทดสอบเพื่อใช้ในสภาพอากาศหนาวเย็นและอุณหภูมิการทำงานของเครื่องยนต์ปกติ

เพื่อความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับเกรดความหนืด การใช้ตัวอย่างจะเป็นประโยชน์ เนื่องจากน้ำมันเครื่องเกรดรวมเป็นน้ำมันเครื่องมาตรฐานสำหรับรถยนต์ส่วนใหญ่และรถบรรทุกหนักทั่วโลกในปัจจุบัน เราจะเริ่มด้วยสิ่งเหล่านี้

SAE 5W-30 เป็นเกรดความหนืดของน้ำมันเครื่องสำหรับทุกฤดูกาลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์รถยนต์นั่งส่วนบุคคล ทำงานเป็นความหนืด SAE เกรด 5 in ช่วงฤดูหนาวและยังเป็นเกรดความหนืด SAE 30 ในช่วงฤดูร้อนอีกด้วย ค่า 5W (W ย่อมาจาก Winter) บอกเราว่าน้ำมันเป็นของเหลว และเครื่องยนต์จะง่ายขึ้นในอุณหภูมิที่เย็นจัด น้ำมันไหลอย่างรวดเร็วไปยังทุกส่วนของเครื่องยนต์และการประหยัดเชื้อเพลิงก็ดีขึ้นเพราะมีการลากที่มีความหนืดน้อยลงจากน้ำมันบนเครื่องยนต์

30 part SAE 5W-30 ทำให้น้ำมันมีความหนืดมากขึ้น (ฟิล์มหนาขึ้น) สำหรับการป้องกันอุณหภูมิสูงในระหว่างการขับขี่ในฤดูร้อน ทำให้น้ำมันไม่บางเกินไป ป้องกันการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะภายในเครื่องยนต์

งานหนัก น้ำมันดีเซลปัจจุบันเกรดความหนืด SAE สูงกว่าน้ำมันเครื่องสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล เกรดความหนืดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกคือ SAE 15W-40 ซึ่งมีความหนืด (และฟิล์มหนากว่า) มากกว่า SAE 5W-30 ฤดูหนาว (5W เทียบกับ 15W) และฤดูร้อน (30 และ 40) โดยทั่วไป ยิ่งหมายเลขเกรดความหนืด SAE สูง น้ำมันก็จะยิ่งมีความหนืด (ฟิล์มหนาขึ้น)

น้ำมันตามฤดูกาล เช่น เกรด SAE 30 และ 40 ไม่มีโพลีเมอร์เพื่อแก้ไขความหนืดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การใช้น้ำมันเครื่องหลายเกรดที่มีตัวปรับความหนืดช่วยให้ผู้ใช้ได้รับประโยชน์สองเท่าจากความง่ายในการไหลและการสตาร์ทในขณะที่ยังคงรักษาระดับการปกป้องเครื่องยนต์ในระดับสูง นอกจากนี้ ผู้บริโภคไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการเปลี่ยนจากเกรดฤดูร้อนเป็นเกรดฤดูหนาวเนื่องจากความผันผวนของอุณหภูมิตามฤดูกาล ซึ่งแตกต่างจากน้ำมันเครื่องตามฤดูกาล

ตัวปรับความหนืดโพลีเมอร์

ประเภทของสารปรับความหนืด:
โพลิไอโซบิวทิลีน (PIB)เป็น VM ที่โดดเด่นสำหรับน้ำมันเครื่องเมื่อ 40 ถึง 50 ปีที่แล้ว PIB ยังคงใช้ในน้ำมันเกียร์เนื่องจากมีลักษณะการสึกหรอที่โดดเด่น PIB ถูกแทนที่ด้วยโอเลฟินโคโพลีเมอร์ (OCP) ในน้ำมันเครื่องเนื่องจากประสิทธิภาพและประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
โพลีเมทาคริเลต (PMA)โพลีเมอร์มีสายโซ่ด้านที่เป็นอัลคิลซึ่งยับยั้งการก่อตัวของผลึกพาราฟินในน้ำมัน ทำให้มีคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำได้อย่างดีเยี่ยม PMA ใช้ในน้ำมันเครื่องประหยัดน้ำมัน น้ำมันเกียร์ และเกียร์ มักจะมีมากกว่า ค่าใช้จ่ายสูงกว่าโอซีพี
โอเลฟินโพลีเมอร์ (OCP)พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในน้ำมันเครื่องเนื่องจากต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพที่น่าพอใจ OCP จำนวนมากในตลาดแตกต่างกันไปตามน้ำหนักโมเลกุลและอัตราส่วนของปริมาณเอทิลีนต่อโพรพิลีน OCP เป็นพอลิเมอร์หลักที่ใช้สำหรับตัวปรับความหนืดในน้ำมันเครื่อง

Styrene Maleic Anhydride Ester Copolymers (สไตรีนเอสเทอร์)การรวมกันของหมู่อัลคิลต่างๆ ทำให้เกิดคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำได้ดีเยี่ยม ตัวอย่างการใช้งานทั่วไปคือ: เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพ, น้ำมันเครื่องสำหรับเกียร์อัตโนมัติ ตามกฎแล้วพวกเขามีค่าใช้จ่ายที่สูงกว่า OCP

โคพอลิเมอร์สไตรีน-ไดอีนที่เติมไฮโดรเจน (SBR)บ่งบอกถึงคุณสมบัติการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง คุณสมบัติอุณหภูมิต่ำที่ดีและประสิทธิภาพที่เหนือกว่าพอลิเมอร์อื่นๆ ส่วนใหญ่

พอลิไอโซพรีนโพลีเมอร์เรเดียลที่เติมไฮโดรเจนโพลีเมอร์มีความเสถียรในการรับแรงเฉือนที่ดี คุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของพวกเขาคล้ายกับของ OCP

การวัดความหนืด ความหนืดจลนศาสตร์
อุตสาหกรรมน้ำมันหล่อลื่นได้สร้างและปรับปรุงการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่สามารถวัดค่าพารามิเตอร์ความหนืดและคาดการณ์ว่าน้ำมันเครื่องที่ได้รับการดัดแปลงจะทำงานอย่างไร
ความหนืดจลนศาสตร์เป็นการวัดความหนืดที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับน้ำมันเครื่องและเป็นการวัดความต้านทานการไหลของของไหลต่อแรงโน้มถ่วง ความหนืดจลนศาสตร์ถูกนำมาใช้เป็นแนวทางในการเลือกความหนืดของน้ำมันสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิการทำงานปกติ เครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอยจะวัดการไหลของของเหลวในปริมาตรคงที่ผ่านปากขนาดเล็กที่อุณหภูมิควบคุม

การทดสอบความหนืดของเส้นเลือดฝอย ความดันสูงซึ่งใช้จำลองความหนืดของน้ำมันเครื่องเมื่อใช้งานตลับลูกปืนเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อวัดระดับ ความหนืดที่อุณหภูมิสูงที่อัตราเฉือนสูง (HTHS) HTHS อาจเกี่ยวข้องกับความทนทานของเครื่องยนต์ภายใต้ภาระสูงและสภาพการบริการที่รุนแรง

เครื่องวัดความหนืดแบบหมุนจะวัดความต้านทานของของไหลต่อการไหลโดยใช้แรงบิดบนเพลาหมุนที่ความเร็วคงที่ เครื่องจำลองการหมุนเหวี่ยงเย็น (CCS) การทดสอบนี้วัดความหนืดที่อุณหภูมิต่ำเพื่อจำลองการสตาร์ทเครื่องยนต์ที่อุณหภูมิต่ำ น้ำมันที่มีความหนืด CCS สูงอาจทำให้สตาร์ทเครื่องยนต์ได้ยาก

การทดสอบ viscometer แบบหมุนทั่วไปอีกแบบหนึ่งคือ Mini-Rotary Viscometer (MRV) การทดสอบนี้จะตรวจสอบความสามารถของปั๊มในการสูบน้ำมันหลังจากผ่านอุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งรวมถึงรอบการอุ่น การทำความเย็นช้า และรอบการแช่เย็น MRV มีประโยชน์ในการทำนายน้ำมันเครื่องที่มีแนวโน้มว่าจะเกิดความล้มเหลวภายใต้สภาวะสนามที่มีการระบายความร้อนช้า (ข้ามคืน) ในสภาพอากาศหนาวเย็น

บางครั้งน้ำมันเครื่องจะถูกประเมินโดยการวัดจุดไหล (ASTM D97) และจุดเมฆ (ASTM D2500) จุดเทคืออุณหภูมิต่ำสุดที่สังเกตการเคลื่อนที่ในน้ำมันเมื่อเอียงตัวอย่างในท่อแก้ว หมอกควันคืออุณหภูมิที่สังเกตเห็นเมฆจากการก่อตัวของผลึกพาราฟินเป็นครั้งแรก สองวิธีสุดท้ายนี้ไม่ได้ใช้แล้วและถูกแทนที่ด้วย ความต้องการทางด้านเทคนิคสำหรับการปั๊มที่อุณหภูมิต่ำและดัชนีเจลาติไนเซชัน

ผู้เข้าชมที่รัก! หากคุณต้องการ คุณสามารถแสดงความคิดเห็นของคุณในแบบฟอร์มด้านล่าง ความสนใจ! โฆษณาสแปม ข้อความที่ไม่เกี่ยวข้องกับหัวข้อของบทความ ก้าวร้าวหรือข่มขู่ ยุยงและ/หรือยั่วยุให้เกิดความเกลียดชังทางชาติพันธุ์จะถูกลบออกโดยไม่มีคำอธิบาย

บ้าน » ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์ » สารปรับความหนืดของส่วนผสมคอนกรีต (สารทำให้คงตัว) เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้สารปรับความหนืดสำหรับน้ำมันเครื่องยานยนต์ วิธีการทำงานของตัวปรับความหนืด