Do czego są potrzebne modyfikatory lepkości w oleju?
W skład każdego oleju dostępnego do sprzedaży wchodzą oleje bazowe, pakiet dodatków oraz modyfikatory lepkości. W zależności od rodzaju produktu mamy różny udział procentowy tych komponentów.
Aby odpowiedzieć sobie na pytanie dotyczące roli modyfikatorów lepkości musimy przede wszystkim zrozumieć czym jest lepkość.
Lepkość możemy określić jako łatwość przepływu oleju. Jest to wielkość zależna od temperatury. Wraz z wzrostem lepkości wzrasta opór wewnętrzny, co w konsekwencji powoduje wolniejszy przepływ cieczy.
Dwa główne rodzaje lepkości to dynamiczna i kinematyczna.
Wraz z definicją lepkości często pojawia się pojęcie wskaźnika lepkości, który opisuje powiązanie lepkości wraz z temperaturą:
- niski wskaźnik – lepkość zmienia się znacznie ze zmianą temperatury
- wysoki wskaźnik – lepkości zmienia się zdecydowanie mniej wraz ze zmianą temperatury.
Modyfikatory lepkości są używane aby zmniejszyć wpływ zmian temperatury na lepkość środków smarowych. Są używane w większości olejów silnikowych oraz przekładniowych.
Mają strukturę polimerową, przez co zajmują dużą objętość roztworu (przez wielkość cząsteczek). Zwiększają one lepkość proporcjonalnie do wykorzystane przez nie objętości, która jest zależna od rodzaju medium w którym jest rozpuszczony, temperatury i ciśnienia.
Jakie funkcje pełni modyfikator lepkości?
Lepkość samego oleju bazowego jest w bardzo dużym stopniu zmienna wraz ze zmianą temperatury i w takim przypadku dodanie modyfikatora lepkości zmienia tą zależność od temperatury, dając lepsze właściwości w wysokiej temperaturze. Pompowalność oleju w niskiej temperaturze również jest zachowana.
Kluczowe pojęcia:
- Wydajność zagęszczania – wzrost lepkości po dodaniu 1% polimeru
- Odporność na ścinanie (SSI) – zdolność do zachowania niezmienionej lepkości pod wpływem obciążeń mechanicznych (zmiana struktury polimeru). Im wyższy ten parametr, tym lepsza jest ta zdolność. Jest zależny od budowy chemicznej polimeru, jego geometrii i masy cząsteczkowej (te o wyższej masie mają większą szanse na trwałą utratę lepkości).
Typy modyfikatorów lepkości: Kopolimer etylenowo-propylenowy (OCP), polimetyakrylan (PMA), polimer liniowy i gwiaździsty uwodornionego styrenu-dienu.
Czynniki, które należy brać pod uwagę przy wyborze modyfikatora lepkości: koszty zagęszczenia oleju, odporność na ścinanie, właściwości niskotemperaturowe oraz stabilność na utlenianie odporność na zanieczyszczenia w oleju. Odpowiedni wybór dla konkretnego zastosowania to równowaga między wydajnością zagęszczania i odpornością na ścinanie.