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Jun 06, 2023

潤滑油添加剤のすべて

潤滑油添加剤技術は、いくつかの異なる化学反応が関与するため、複雑なビジネスです。 多くの場合、ある添加剤が別の添加剤と悪影響を及ぼし、両者が競合する可能性があります。

潤滑油添加剤技術は、いくつかの異なる化学反応が関与するため、複雑なビジネスです。 多くの場合、ある添加剤が別の添加剤と基板表面上の同じ領域をめぐって競合するため、別の添加剤と悪影響を与える可能性があります。 この種の相互作用により、添加剤の望ましい特性が打ち消される可能性があります。

逆に、さまざまな添加剤の使用は、パフォーマンスにプラスの相乗効果をもたらす場合があります。 したがって、用途の要件を満たす高性能グリースを適切に配合するには、さまざまな潤滑添加剤の複雑な化学的性質と相互作用を理解することが最も重要です。

配合グリースに使用される重要な添加剤の一部を表 1 に示します。

表 1. グリースには何が含まれていますか? この表は、いくつかの一般的なグリース添加剤の特性を示しています。 出典: Nye Lubricants Inc.

多くの合成潤滑剤、特に炭化水素ベースの潤滑油は酸素劣化を受けやすいです。 この酸化プロセスは、反応性フリーラジカルと過酸化物の形成によって開始され、多くの用途において油の増粘やスラッジやワニスの形成の主な原因となります。

石油の破壊的酸化は、開始、伝播、分岐と終了を含む周期的なプロセスとして説明できます (図 4)。 このサイクルが壊れたり終了したりしない限り、オイルやグリースが使用できなくなるまで酸化が起こり続けます。

4. サイクルを断ち切る。 一次酸化防止剤 (AO) は非常に反応性の高いラジカルと反応し、自己増殖するラジカル鎖を切断することで分解を遅らせます。 二次 AO は、酸化サイクルを断ち切るために存在する反応性過酸化物と反応します。 提供: Nye Lubricants Inc.

酸化防止剤は、基油の耐酸化性を高めることにより潤滑剤の寿命を延ばすように設計された添加剤です。 酸化防止剤を使用すると、酸化防止剤を使用しない場合よりも高温で潤滑剤を作動させることができます。

抗酸化物質には一次抗酸化物質と二次抗酸化物質の 2 種類があります。 一次酸化防止剤は通常、芳香族アミンとヒンダード フェノールで構成されます。 二次酸化防止剤は通常、亜リン酸塩と、チオエーテルやチオエステルなどの特定の硫黄含有化合物で構成されます。 それぞれの種類の抗酸化物質は、酸化を抑制するために異なる機能を果たします。

酸化プロセスは、フリーラジカルが形成される開始段階から始まります。 一次酸化防止剤は、伝播段階でフリーラジカルと迅速に反応する「ラジカル スカベンジャー」であり、より安定した新しいラジカルを形成することで分解プロセスを遅らせます。

二次酸化防止剤は過酸化物と反応します。過酸化物は潤滑油が酸素と反応するときに存在することがよくあります。 これらの抗酸化物質は、サイクルを断ち切り、分岐とさらなる伝播を防ぐ役割を果たします。 ほとんどの場合、グリースの配合者は、酸化劣化からオイルを最大限に保護するために、一次酸化防止剤と二次酸化防止剤を組み合わせて使用​​します。

マサチューセッツ工科大学の専門家は、高い摩擦と摩耗により、国民総生産の 6% 以上の資源が浪費されると主張しています。 したがって、摩擦や摩耗の影響を最小限に抑えるための措置を講じることで、大幅なコストを節約できます。

潤滑システムで発生する可能性のある機械的摩耗メカニズムには、凝着摩耗、摩耗摩耗、孔食、剥離など、いくつかの異なるタイプがあります。 摩耗防止添加剤は、このような損傷を受けやすい用途向けの潤滑剤に必要な成分です。

摩耗防止添加剤は、極圧剤と耐摩耗剤の 2 つのカテゴリに分類されます。 極圧添加剤と耐摩耗添加剤はどちらも、金属表面に反応を介して保護バリアを堆積させることで機能します。

耐摩耗添加剤は通常、低負荷および高速の穏やかな条件下で、継続的かつ中程度の摩耗の速度を低減するために使用されます。 添加剤は塗布面をコーティングして、時間の経過とともに金属を摩耗から保護します。 耐摩耗添加剤の一般的な例は、リン酸トリアリールおよびジアルキルジチオリン酸亜鉛です。