ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Присадки и синтетические жидкости на основе кремнийорганических соединений из "Химия и технология присадок к маслам и топливам" Наблюдающееся иногда чрезмерное вспенивание моторного масла в двигателе препятствует нормальной работе агрегатов. Например, пена может заполнять картер и выбиваться наружу через уплотнения. Это приводит к понижению уровня масла, в результате чего смазываемый механизм может выйти из строя, иногда это сопряжено и с пожарной опасностью. Пенообразование масел при циркуляционной системе смазки нарушает возможность прокачивания масла по маслопроводу и подачи его к смазываемым поверхностям равномерной струей. Насыщенное воздухом масло быстрее окисляется и неспособно обеспечить смазку при граничном трении. В гидравлических передачах вспенивание масла также нарушает режим работы. [c.157] Одним из рациональных и, эффективных способов борьбы с вспениванием масел является добавление к ним соответствующих присадок. В качестве таких присадок можно использовать кальциевые мыла ланолина, алкилсульфаты, олеат кальция, эфиры сульфированной р-ицинолевой кислоты наибольшее распространение получили полисилоксаны. Одним из очень важных свойств полисилоксанов является способность не только предупреждать пенообразование, но и разрушать уже образовавшуюся пену. [c.158] Противопенные присадки снижают прочность поверхностных пленок, разделяющих газовые пузырьки и жидкую фазу. Механизм этого явления следующий [15, с. 165]. Поверхностная пленка под действием некоторых факторов способна изменять свою толщину. Адсорбированные пленкой ПАВ сохраняют ее в жидком состоянии до тех пор, пока вследствие синерезиса жидкость не отделится от пленки. После этого усиливается влияние адсорбированных ПАВ — пленка становится тоньше, теряет эластичность и, наконец достигнув некоторой минимальной критической толщины, разрушается. Поэтому противопенные свойства ПАВ, и в частности силоксанов, проявляются только в концентрациях, превышающих пределы их растворимости при содержании силоксанов в масле, не превышающем предел их растворимости, поверхностная пленка находится в устойчивом жидком состоянии и, следовательно, пена стабильна , когда же количество сидоксапа в масле выше предела растворимости и концентрация его в пленке выше концентрации в масле, пленка теряет свойства жидкости и пена разрушается. [c.158] Состав и свойства образующихся полимерных продуктов в значительной степени зависят от условий реакции, кислотности среды, присутствия растворителя, его полярности и т. д. [c.158] Силоксановые жидкости эффективны как пеногасители в значительно более низких концентрациях, jeM обычные органические пеногасители, которые слишком специфичны. Это явление зависит от химического сходства между пеногасителем и средой, к которой его добавляют. Силоксаны по химическому составу резко отличаются от систем, в которых должно быть устранено пенообразование, поэтому действие их оказывается более общим и проявляется при добавлении даже малого количества (от 0,0001 до 0,001%). [c.159] Силоксановые пеногасители эффективны в кислой, нейтральной и слабощелочной среде в сильнощелочной среде эффективность их в значительной степени теряется. Они химически индифферентны, практически нелетучи и физиологически совершенно безвредны. Вследствие высокой термической стабильности они не разлагаются даже при максимальных рабочих температурах. Способы применения силоксановых пеногасителей зависят от свойств среды, к которой их добавляют. Их применяют в чистом виде, в виде растворов в органических растворителях или водных эмульсий и, наконец, в форме пасты, где наполнитель — аэрогель диоксида кремния. Обычно противопенные присадки применяют одновременно с моющими присадками, которые способствуют вспениванию масел. [c.159] Кроме устранения ценообразования, противопенные присадки способны влиять на физико-химические и эксплуатационные свойства масел они снижают давление насыщенных паров масла и тем самым уменьшают его испаряемость, улучшают термоокислительную стабильность, вязкостные и смазочные свойства. При окислении масел, содержащих полисилоксаны, образуется меньше смолистых и кислотных продуктов, увеличивается индукционный период окисления, уменьшается лакообразование. Так, исследования Е. В. Полиной с сотрудниками [189, с. 73] показали, что добавление 10—20 % полиэтилсилоксаНовой жидкости ПЭС-7. К эфирам пентаэритрита и монокарбоновых кислот улучшает их вязкостные, низкотемпературные, термоокислительные и смазочные свойства. [c.159] В последние годы полисилоксаны получили применение не только как добавки, но и как термостойкие смазочные материалы, обладающие важными преимуществами перед чисто органическими смазками. У силоксановых масел выгодно сочетаются высокая термическая стабильность, хорошие вязкостно-температурные свойства, очень низкая летучесть даже при максимальных рабочих температурах и почти полная химическая инертность по отношению к конструкционным материалам. Однако, несмотря на высокую термическую и термоокислительную стабильность силоксанов, жесткие условия эксплуатации современных высокотемпературных масел вызывают необходимость повышения стойкости полиорганосилоксановых жидкостей к деструкции [191, с. 212]. [c.160] Как известно, термическая деструкция полисилоксанов начинается при 250—300°С и интенсивно протекает при 350°С. При термической деструкции полисилоксанов происходит в основном разрыв связей 81—О с образованием низкомолекулярных циклических продуктов [ 192], вызывающих снижение вязкости и увеличение летучести полисилоксанов. Этому способствует спиралевидное строение полисилоксанов (3—б атомов кремния в витке спирали), создающее благоприятные условия для образования циклов. [c.160] Такие соединения по вязкостно-температурным свойствам близки к полидиметилсилоксанам, одн-ако по термоокислительной стабильности в 14—23 раза превосходят их. Эти титансодержащие вещества являются весьма-эффективными ингибиторами и стабилизаторами полидиметилсилоксанов. [c.161] Что касается смазывающих свойств кремнийорганических масел, оказалось, что такие масла являются удовлетворительными смазками для большинства металлов, за исключением трущихся пар сталь — сталь и сталь — бронза. Однако при больших скоростях, сильном трении и высоком давлении смазывания силокса-новыми жидкостями неблагоприятны. Поэтому очень важным для эксплуатации полисилоксанов является улучшение их смазочных свойств путем введения присадок. Большинство обычных присадок, увеличивающих смазочную способность минеральных масел, в силоксанах плохо растворяются некоторые присадки улучшают смазывающие свойства. силоксанов при комнатной температуре, но при низких температурах выпадают из жидкостей, а при высоких сильно испаряются или разлагаются, вызывая коррозию металлов. [c.161] В числе кремнийорганических соединений, которые предлагаются в качестве перспективных базовых основ синтетических масел, следует отметить следующие полиметилфенилсилоксаны [пат. США 3291732], перфторированные силоксаны, тетраалкил-силаны [франц. пат. 1537943], некоторые триалкилсиланы алифатического строения [пат. США 33222671], эфиры ортокремниевой кислоты [187] и др. [c.163] Для получения синтетических смазочных масел, работоспособных в широком интервале температур, а также высокотемпературных теплоносителей, гидравлических и охлаждающих жидкостей успешно используются эфиры кремниевых кислот. Эти соединения обладают весьма ценными для смазочных материалов свойствами. Для них характерны низкая летучесть, стойкость к действию высоких температур, солнечного света и радиоактивного излучения отличные вязкостно-температурные и электроизоляционные свойства. Правда, они не стойки к окислению, но их стабильность довольно легко повысить добавками например, ароматических аминов [15, с. 168]. Смазывающие свойства эфиров ортокремниевой кислоты удовлетворительны при низких нагрузках, но недостаточны в более жестких условиях граничного трения. Для улучшения смазочных характеристик также рекомендуются различные добавки, причем высокая растворяющая способность ортокремниевых эфиров позволяет совмещать их с различными соединениями. [c.163] Алкилариловые эфиры ортокремниевой кислоты предлагаются в качестве гидравлических, гидротормозных, амортизаторных жидкостей и теплоносителей [англ. пат. 694313, 739261]. Соединения, полученные переэтерификацией тетраэтоксисилана эфирами рицинолевой кислоты, применяют как тормозные жидкости. Они обладают хорошими смазывающими и противоизносными свойствами и не вызывают коррозии материалов, пз которых изготовлены тормозные системы [англ. пат. 621742 пат. США 2490691]. [c.164] Большое внимание уделяется исследованию свойств циклических кремнийорганических соединений. Так, содержащие алкильные или арильные [пат. США 3952071], а также алкоксильные [пат. США 2 145 225] заместители циклические органосилоксаны детально изучены в качестве основ синтетических смазочных материалов. Алкокси- и арилоксисилоксановые масла на базе дешевого недефицитного сырья получаются частичным гидролизом арил(алкил)алкоксисиланов, в частности эфиров ортокремниевой кислоты [199]. Циклические полиэфирные жидкости формулы [(КО)25Ю] применяются как теплоносители и смазочные масла [15 с. 169]. Полиэфиры, в которых Н = алкил С4, исключительно термостабильны, имеют более низкую температуру застывания (около —100°С) и лучшие смазывающие свойства, чем линейные полисилоксаны. [c.164] Введение гетероатомов в состав молекулы алкоксисилана может значительно улучшать его смазывающую способность. Так, замещение алкоксигруппы на тиенильную значительно улучшает смазывающие свойства алкоксисилана при повышенных температурах в граничном режиме смазки [200]. Исследованы смазывающие свойства кремнийорганических соединений, содержащих атомы фтора, фосфора, германия и других элементов [пат. США 3223642, 2864845, 3511862]. В качестве смазочных материалов оказались интересными кремнийорганические соединения, содержащие серу [пат. США 2752381]. [c.164] Вернуться к основной статье