ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Присадки, снижающие диэлектрические потери в трансформаторных маслах Липштейн, Е. Н. Штерн из "Присадки к маслам" Маловязкие нефтяные дистиллятные масла, загущенные полимерными присадками, благодаря их хорошим вязкостно-температурным и другим эксплуатационным свойствам начинают широко применять для изготовления моторных масел разных групп. Для нолучения моторного масла данной группы необходимо прибавлять к загущенному маслу значительно большее количество моющих и других присадок, чем к дистиллятным (или компаундированным) базовым маслам одинакового уровня вязкости. Возможно, что эта разница в эффективности присадок является результатом особенностей диффузионных процессов в загущенных, маслах. [c.236] Из существующих представлений о вязкости растворов полимеров вытекает, что химическая реакция, скорость которой определяется доступностью диффундирующего реагента, должна протекать с большей скоростью в загущенном масле, чем в дистиллятном (или компаундированном), при одинаковой вязкости. [c.236] В настоящей работе приведены результаты исследования коррозии свинца органической кислотой в масляной среде (в условиях работы двигателя). [c.236] Пруттон [4, 5], исследуя взаимодействие свинца с органическими кислотами в менее вязкой углеводородной среде — бензоле й ксилоле, нашел, что значение энергии активации колеблется в предела х 8000— i)000 кал/молъ. [c.237] Как известно, энергия активации порядка 7000—9000 кал моль слишком мала для химических реакций и достаточна для диффузионных процессов. [c.237] Поскольку диффузия в жидкой среде непосредственно связана с вязкостью последней, то скорость коррозии свинца в масле должна зависеть от его вязкости. Поэтому первый этап настоящей работы посвящен установлению зависимости скорости коррозии свинца от вязкости масляной среды. [c.237] В качестве масляной среды для исследования было приготовлено Десять образцов смесей с разными значениями вязкости, состоящих из нейтрализованного авиационного масла МК-22 и очищенного и нейтрализованного осветительного керосина. К этим образцам прибавляли олеиновую Кислоту так, чтобы кислотное число каждого из них было равно 1 мг КОН/г. [c.237] Действительную коррозионность этих образцов определяли при 85, 100, 120 и 140 °С. Опыты проводили в приборе ДК-2 в течение 30 мин с 36,5 г образца и в колбе со свинцовыми пластинками с поверхностью 10 см . [c.237] Результаты опытов, графически изображенные на рис. 1, показывают, что нри каждой температуре опыта коррозия увеличивается прямолинейно с повышением процентного содержания керосина в пробе. Это происходит в результате понижения вязкости среды, поскольку ни керосин, ни масло МК-22 в течение 30 мин не окисляются настолько, чтобы образовать кислоты, способные вызвать коррозию свинца, а кислотное число всех образцов было одинаково (1 мг КОН/г). [c.237] Наибольшая вязкость среды в этих опытах была 36,7 сст (масло МК-22 при 85 °С) и наименьшая 0,61 сст (керосин нри 120 °С), а величины коррозии при этом соответственно 2,4 и 56,8 г/м . Возможно, что на коррозию в этих опытах влияет только вязкость среды. Это предположение подтверждается кривой на рис. 2, изображающей зависимость коррозии свинца от текучести (величины, обратной вязкости). Как видно, все точки независимо от температуры опытов группируются на одной кривой. Однако необходимо отметить, что по этой кривой невозможно установить закономерность, связывающую скорость коррозии и вязкость среды. [c.237] Ш — количество свинца, прореагировавшего за время т, мг. [c.238] Как отмечено выше, при понижении вязкости среды с 36,7 до 0,61 сст после 30 мин испытания коррозия повышается с 2,4 до 56,8 г/м , величина же константы скорости коррозии [К] повышается с 0,0157 до 0,808. Иначе говоря, при увеличении текучести среды в 60 раз К ] увеличивается в 50 раз, а коррозия — только в 24 раза после 30 мин испытания. [c.238] Если предположить, что между текучестью масляной среды и диффузией в этой среде существует не пропорциональная, а степенная зависимость, то можно ожидать такую же зависимость между константой скорости коррозии и текучестью. Доказательством служит кривая на рис. 4, на которой группируются точки для все с испытанных образцов, указывая на то, что искомая зависимость — степенная. [c.239] На том же рисунке точки 1, 2 ж 3 для масел АС-9,5, машинного СУ и вазелинового расположены ниже основной кривой, относящейся к растворам МК-22 в керосине. Очевидно, при одном и том же значении вязкости скорость диффузии в керосиновых растворах выше, чем в маслах, не содержащих такого маловязкого компонента. [c.239] Точка 4 для масла АСЗ-10 (веретенному из сернистых нефтей, загущенному полиизобутиленом), расположенная выше основной кривой, указывает на то, что в маслах, загущенных высокомолекулярными полимерными присадками, процесс диффузии, а следовательно, и коррозии протекает с большей скоростью, чем в незагущепных маслах, при одном и том же значении вязкости. Нитевидные макромолекулы полимера, движущиеся в масляной среде в виде хаотических клубков, представляют собой своеобразные структурные ячейки, значительно повышающие объемную вязкость среды, но они не могут препятствовать движению молекул малых размеров, т. е. уменьшить диффузию кислоты в этой среде. [c.239] Для более подробной проверки этого положения были поставлены следующие опыты. Готовили растворы полиизобутилена (молекулярный вес 20 ООО) с концентрациями от 1 до 7% в веретенном (Vloo = 3,45) и трансформаторном (Vlog = 2,49) маслах. С растворами веретенного масла опыты по коррозии проводили при 120 °С, а с растворами трансформаторного — при 80, 100, 120 и 140 °С. Значения константы скорости коррозии свинца, рассчитанные по результатам этих опытов и выраженные как lg [К], приведены на рис. 5. На том же рисунке для сравнения приведена кривая из рис. 4 для растворов масла МК-22 в керосине. При рассмотрении рис. 5 выявляются следующие особенности. [c.239] Поэтому самым примечательным в результатах, изображенных на рис. 5, следует считать то, что при любой заданной температуре с понижением текучести среды значение величины [К ] для растворов полимерной присадки уменьшается меньше, чем для растворов МК-22. Причиной этого являются структурные особенности клубков полимерных нитевидных макромолекул в растворе. При увеличении количества клубков в растворе расхождение, существую1й,ее между их влиянием на вязкость раствора, и влияние на диффузию в нем увеличиваются, т. е. текучесть среды уменьшается интенсивнее, чем диффузия в ней. Подобное явление не наблюдается в растворах масла МК-22 в керосине. Этим и объясняется сравнительно высокая коррозионная активность в растворах полиизобутилена — высокие значения величины [К ] при малых значениях текучести. [c.240] Необходимо отметить еще одну особенность структуры клубков, образующихся из нитевидных макромолекул в растворе. С повышением температуры они становятся более рыхлыми, благодаря чему их влияние на объемную вязкость увеличивается. Наряду с этим молекулы растворителя, а также молекулы реагента — кислоты в данном случае легче диффундируют через рыхлые структуры клубков. Поэтому в растворах полиизобутилена (ПИБ) температура в большей степени влияет на коэффициент диффузии О (независимо от изменения текучести), чем это предусмотрено по уравнению Сто-. кса — Эйнштейна. [c.240] В таблице приведены значения величины [К ]отн. Для образцов с уровнями вязкости Ущо, равными 10 и 6 сст. Эти значения рассчитаны на основании тех же экспериментальных данных, которые использовались для построения графиков рис. 5. Из таблицы видно, что резкого повышения активности [ЛГ]отн. для растворов полиизобутилена [ПИБ ] с повышением температуры, столь характерного для данных, изображенных на рис. 5, не наблюдается. В пределах температур 100—140 °С величина [ С]отн. имеет более или менее постоянное значение — около 1,8 для АСЗ-10 и 1,5 для АСЗ-6. Это является результатом того, что растворы полиизобутилена имеют значительно более пологие температурные кривые вязкости, чем растворы масла МК-22 в керосине. [c.240] Повышенная же активность кислоты в растворах полимерной присадки более или менее постоянна при разных температурах. Таким образом, высокий индекс вязкости загуш енных масел является фактором, уменьшаюш им относительную активность [ ]отн. кислоты. [c.241] Вернуться к основной статье