ما هي المواد المضافة

ما هي المواد المضافة

المواد المضافة

المواد المضافة هي المواد التي يتم إضافتها إلى المواد المشحمة لتعزيز الخصائص والسمات الأداء للمواد المشحمة. تلعب المواد المضافة أدوارا متعددة في عملية التشحيم، تشمل هذه الأدوار في المقام الأول تعزيز الخصائص المرغوبة الموجودة، وقمع الخصائص غير المرغوبة الموجودة، ومنح الخصائص الجديدة. تشمل المواد المضافة الشائعة أكسدة ومثبطات الصدأ، ومواد التحمل الشديد، ومواد مكافحة التآكل وتقليل الاحتكاك. تكون المواد المضافة للمشحمات عبارة عن مركبات عضوية أو غير عضوية مذابة أو معلقة كصلبة في الزيت، وتتراوح نسبتها عادة بين 0.1 إلى 30 في المئة من حجم الزيت اعتمادا على الجهاز المستخدم.

تركيب الزيت والمواد المضافة

 

للمواد المضافة ثلاثة أدوار أساسية:

  • تعزيز خصائص زيت القاعدة الحالية بواسطة مضادات الأكسدة، ومثبطات التآكل، ومواد مانعة للرغوة، ومواد فاصلة للمياه.
  • قمع الخصائص غير المرغوب فيها لزيت القاعدة بواسطة مثبطات نقطة التجمد ومحسنات مؤشر اللزوجة (VI).
  • منح خصائص جديدة لزيوت القاعدة بواسطة مواد مضافة للضغط الشديد (EP)، ومنظفات، ومعاوضات المعادن، ومواد لزوجة الملتصقة.

عند استخدام مواد مضافة للزيوت، ليس الأفضل دائما زيادة الكمية، في بعض الأحيان لا يتحقق أي فائدة إضافية، وفي بعض الأحيان يتدهور الأداء بالفعل. زيادة نسبة مادة مضافة معينة قد تحسن خاصية واحدة في الزيت في حين يمكن أن تؤثر سلبا على خاصية أخرى. عندما تصبح تراكيز المواد المضافة غير متوازنة، يمكن أن تتأثر جودة الزيت العامة. بعض المواد المضافة تتنافس مع بعضها البعض على نفس السطح المعدني، على سبيل المثال، إذا تمت إضافة تركيز عالي من عامل مضاد للاحتكاك إلى الزيت، فإن مثبط الصدأ قد يصبح أقل فعالية، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة المشاكل المتعلقة بالتآكل.

تطبيق المواد المضافة

تختلف المواد المضافة المستخدمة اعتمادا على أداء وسمات كل منتج مشحم.

أنواع مواد المضافات للمواد المشحمة
هناك العديد من أنواع المواد المضافة الكيميائية التي يتم خلطها في زيوت القاعدة لتعزيز الخصائص، وعادة ما تشكل المواد المضافة حوالي 0.1 إلى 30 في المئة من زيت التشحيم النهائي، اعتمادا على التطبيق المستهدف للمواد المشحمة. هناك العديد من المواد المضافة للمواد المشحمة المتاحة وتختار للاستخدام بناء على قدرتها على أداء وظيفتها المقصودة. يتم اختيارها بناء على قدرتها على الامتزاج بسهولة مع زيت القاعدة المحدد ليكون متوافقا مع المواد المضافة الأخرى في التركيبة وأن تكون اقتصادية من حيث التكلفة. تقوم بعض المواد المضافة بأداء وظيفتها داخل الزيت (مثل مضادات الأكسدة) في حين أن البعض الآخر يقوم بعمله على سطح المعدن (مثل مواد مضادة للاحتكاك ومثبطات الصدأ).

المنظفات
تستخدم هذه المواد الكيميائية ذات القاعدة المعدنية عادة للتحكم في الترسبات والحفاظ على نظافة مكونات المحرك، يمكنها تنظيف الترسبات الموجودة في المحرك، وكذلك تشتيت المواد غير قابلة للذوبان في الزيت، تساهم المنظفات في التحكم في التلوث الناجم عن التشغيل عند درجات حرارة عالية، كما تعمل المنظفات الزائدة القاعدة على تعديل الملوثات الحمضية الناجمة عن الوقود الكبريتي وعوادم المحرك وأكسدة الزيت و/أو النترة. بشكل أساسي، تستخدم المنظفات في زيوت المحرك ذات طبيعة قلوية أو أساسية، حيث تترك المركبات المعدنية هذه رواسب رمادية عند احتراق الزيت، ويمكن أن تتسبب في تشكل بقايا غير مرغوب فيها في تطبيقات درجات حرارة عالية. ونظرا لهذا الاهتمام برواسب الرماد، يحدد العديد من الشركات المصنعة للمعدات زيوت ذات رماد منخفض للمعدات التي تعمل عند درجات حرارة عالية. عادة ما يتم استخدام مضاف منظف بالتزامن مع مضاف مشتت.

المشتتات
توجد المشتتات بشكل رئيسي في زيوت المحرك بجانب المنظفات للمساعدة في الحفاظ على نظافة المحرك وخالية من الترسبات، وهذه عادة مواد كيميائية عضوية غير قابلة للاشتعال، تساهم في التحكم في التلوث الناجم عن التشغيل عند درجات حرارة منخفضة، حيث تتصاق المواد المشتتة والمنظفات بجسيمات الملوثات مثل السواد أو الورنيش وتحتفظ بها في التعليق، وبذلك تحول دون تكوين الرواسب والترسبات، تكون الجسيمات المعلقة مع حامل المضافات بها حجم صغير جدا بحيث يمكنها المرور بين الأسطح المتحركة وخلال مرشحات الزيت بأمان، يتم إزالة هذا التلوث من المحرك عند تغيير الزيت.

مثبطات الأكسدة
هي المواد المضافة بكميات صغيرة إلى منتج البترول لزيادة مقاومته للأكسدة وبالتالي تمديد عمره في الخدمة أو التخزين. يشير مصطلح الأكسدة إلى هجوم عام يتعرض له المكونات الأضعف في زيت القاعدة بواسطة الأكسجين في الهواء. تحدث عملية الأكسدة عند جميع درجات الحرارة طوال الوقت، ولكنها تتسارع عند درجات الحرارة الأعلى وبوجود الماء. توجد مثبطات الأكسدة في معظم زيوت التشحيم والشحوم تقريبا.

مثبطات التآكل والصدأ
تُنتج الأحماض من عملية الاحتراق وعند تدهور زيت المحرك نتيجة الاستخدام، وهذه الأحماض يمكن أن تتسبب في تدهور سريع لمكونات المحرك. تحمي مثبطات التآكل المعادن غير الحديدية عن طريق طلاءها وتكوين حاجز بين الأجزاء، بينما تحمي مثبطات الصدأ الأسطح المعدنية من الهجوم الأكسجيني عن طريق تكوين حاجز كيميائي واق. تكون هذه المثبطات مخصصة لحماية المعادن المحددة، وبالتالي يمكن أن يحتوي الزيت على العديد من مثبطات التآكل. توجد في معظم أنواع الزيوت والشحوم تقريبا.

عوامل مضادة للاحتكاك
مضافات مضادة للاحتكاك (AW additives) هي مكونات المشحمات التي تتفاعل كيميائيا مع سطح المعدن المراد حمايته، مكونة طبقة مشحمة تضحية تحمي المعدن من التآكل تحت ظروف التشحيم الحدودي. تتم تنشيطها بالتلامس الحراري لتكوين طبقة تقلل من التآكل. كما أنها تساعد في حماية زيت القاعدة من الأكسدة والمعدن من التلف بواسطة الأحماض الفاسدة.

مواد مثبطة للرغوة
تساهم مضافات تشتيت الرغوة في تعرض الزيت للتهوية، مما يؤدي إلى تكون رغوة. يمكن أن يقلل ذلك من قدرة التشحيم للزيت ويعيق حتى عملية ضخ الزيت. لها تأثير غير مباشر على الأكسدة عن طريق تقليل كمية تلامس الهواء بالزيت. تعتبر بعض هذه المضافات مواد سيليكون غير قابلة للذوبان في الزيت ولكنها تشتت بدقة في الزيت التشحيمي، وعادة ما تكون مطلوبة تراكيز منخفضة. إذا تم إضافة كمية كبيرة جدا من مضاف مضاد للرغوة، فقد يكون له تأثير عكسي ويعزز المزيد من تكون الرغوة واحتجاز الهواء.

محسنات مؤشر اللزوجة (VI)
محسنات مؤشر اللزوجة هي مضافات بوليمرية كبيرة تمنع الزيت جزئيا من التغير في اللزوجة عند ارتفاع درجة الحرارة. لتصور كيفية عمل مضاف محسن لمؤشر اللزوجة، هذه المضافات هي جزيئات بوليمرية حساسة للحرارة. عندما ترتفع درجة الحرارة، تميل هذه الجزيئات إلى الاستطالة. بمجرد امتداد الجزيئات، ستزيد الاحتكاك الداخلي للسائل، مما يتسبب في تدفق السائل بمعدل أبطأ، وبالتالي سيكون لديه لزوجة أعلى. تستخدم هذه المضافات على نطاق واسع عند مزج زيوت المحركات متعددة الدرجات، وهي مسؤولة أيضا عن تحسين تدفق الزيت عند درجات حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى تقليل التآكل وتحسين اقتصادية الوقود. تقاوم محسنات مؤشر اللزوجة التدهور نتيجة القص ودرجات الحرارة العالية لضمان تأثير طويل الأمد. هناك عدة أنواع مختلفة من محسنات مؤشر اللزوجة مثل البوليمرات المشتركة.

مضافات مقاومة الضغط الشديد (EP)
مضافات مقاومة الضغط الشديد هي أكثر تطفلا كيميائيا من مضافات مقاومة الاحتكاك. إنها تتفاعل كيميائيا مع سطح المعادن لتشكيل طبقة سطحية تضحية تقلل من التآكل لسطوح المعادن المعرضة لضغوط عالية. يتم تنشيطها في حالات الأحمال العالية وبواسطة درجات الحرارة العالية التي يتم إنشاؤها. عادة ما يتم استخدام مضافات مقاومة الضغط الشديد في تطبيقات مثل صناديق التروس والشحوم والمواد التشحيمية الأخرى التي تحتاج إلى العمل تحت ظروف تحميل وضغط شديد. تشمل مضافات مقاومة الضغط الشديد ثنائي كبريتيد الموليبدينوم والغرافيت ومجمعات الأوليفين المسلفنة وديالكيل ديثيوكربامات.

مضافات تقليل نقطة التجمد
مضافات تقليل نقطة التجمد هي بوليمرات تسمح بتدفق الزيت والمواد التشحيمية عند درجات حرارة منخفضة جدا دون تكوين شمع ثقيل عند درجات الحرارة الباردة، وتتيح للزيت أن يظل سائلا. تتشكل بلورات الشمع في زيوت المعادن البارافينية عند درجات حرارة منخفضة، وتشكل البلورات الصلبة شبكة شبه بلورية تعيق تدفق الزيت السائل، يقوم مضافات في هذه المجموعة بتعديل واجهة الشمع المتبلور والزيت، مما يسمح للزيت بالاستمرار في التدفق عند درجات حرارة منخفضة. تشمل مضافات تقليل نقطة التجمد النفثالين الشمعي المكثف، والبوليميثاكريلات، وفينول الشمع المكثف.

معدلات الاحتكاك
مضافات معدلات الاحتكاك هي جزيئات قطبية يتم إضافتها إلى المواد التشحيمية لتقليل الاتصالات السطحية الخفيفة التي قد تحدث في مكونات الآلات. وتسمى أيضا مضافات التشحيم الحدودية. عادة ما تستخدم للتأكيد على تقليل الاحتكاك لتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود ، وتشكل هذه المواد الكيميائية طبقة كيميائية أو مرتبطة جسديا تقلل من الاحتكاك بين أجزاء المحرك المشحمة ، تستخدم معدلات الاحتكاك عادة في زيوت المحركات وسوائل ناقل الحركة الأوتوماتيكي لتغيير الاحتكاك بين مكونات المحرك وناقل الحركة.

الخصائص الإضافية

Scroll to Top