Синтез и исследование функциональных свойств комплексных полифункциональных присадок

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



азования смолистых продуктов этого окисления.

Окисление масла в двигателе наиболее интенсивно происходит в тонком слое: на металлических поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры (поршень, поршневые кольца, цилиндр, стебли и направляющие клапанов). В объёме масло окисляется менее интенсивно, так как в поддоне картера, холодильнике и маслопроводах температура ниже и поверхность контакта масла с окисляющей газовой средой меньше. Во внутренних полостях двигателя из-за барботажа масло находится в виде тумана, что создаёт благоприятные условия для контакта мелких капель масла с картерными газами и, следовательно, для его окисления [2].

Значительно влияют на скорость и глубину окислительных процессов частицы металлов и загрязнений неорганического происхождения, которые попадают в масло в результате износа деталей двигателя, недостаточной очистки всасываемого воздуха, нейтрализации присадками кислот, а также металлорганические соединения меди, железа и других металлов, образующиеся в результате коррозии деталей двигателя и взаимодействия частиц изношенного металла с органическими кислотами, образующимися при окислении масла. Все эти вещества каталитически ускоряют процесс окисления масла [2].

Затормозить процессы окисления масел позволяет введение в их состав антиокислительных присадок, а также соответствующая очистка базовых масел от нежелательных соединенией, присутствующих в сырье. Данные присадки действуют в двух направлениях - одни разрушают свободные радикалы (разрывают цепь), а другие взаимодействуют с пероксидами, образующимися в процессе окисления, разрушая их.

Самыми распространёнными антиокислителями, действие которых направлено на разрыв цепи, являются соединения типа пространственно затруднённых фенолов и ароматических аминов различного строения. Будучи веществами активными, они легко отдают свои атомы водорода радикалам, превращая их в молекулы. Сами антиокислители при этом превращаются в радикалы, которые неактивны благодаря стабилизации сопряжением неспаренного электрона с ароматической π-элетронной системой. В случае фенольных антиокислителей данное сопряжение приобретает вид радикальной гиперконьюгации, которая эффективно стабилизирует радикал, дезактивируя его. Такое явление делает возможным наличие в молекуле антиокислителя первичного алкила в пара-положении. В качестве такого алкила чаще всего используется метил, так как именно в этом случае гиперконьюгация будет наиболее эффективной. Кроме того, активность фенольного радикала дополнительно подавляется эффективными стерическими препятствиями при доступе к атому кислорода с неспаренным электроном. Эти препятствия создаются третичными алкильными группами (например, трет-бутилом), которые должны быть в обоих орто-положениях.

Именно поэтому в качестве антиокислителей используются замещённые фенолы, у которых заместителями являются алкильные группы: две в орто- и одна в пара-положении, причём орто-заместителями должны быть третичные алкилы, а пара-заместителем - метильная группа.

Наиболее широко используют в маслах различного назначения 2,6 - ди-трет-бутил-4-метилфенол (агидол-1, ионол) (соединение 1) и 4,4'-метилен-бис (2,6 - ди-трет-бутилфенол) (соединение 2).

 

 

Соединение 2, обладая меньшей летучестью, более эффективно при повышенных температурах.

Антиокислители фенольного и аминного типов применяют в основном в маслах, работающих в умеренных температурных режимах. Более распространёнными антиокислителями для моторных масел являются дитиофосфаты металлов (преимущественно цинка), антиокислительное действие которых основано на разрушении пероксидов. Получают дитиофосфаты реакцией спиртов или алкилфенолов с пентасульфидом фосфора (P2S5) и последующей нейтрализацией дитиофосфорных кислот окисью цинка:

 

 

Состав и строение дитиофосфатов определяют их эффективность. Дитиофосфаты, полученные на основе спиртов, обладают более высокой гидролитической стабильностью, чем полученные на алкилфенолах, но последние имеют более высокую термическую стабильность. Термическая стабильность диалкилдитиофосфатов возрастает с увеличением длины алкильной цепи; она выше также у диалкилдитиофосфатов, полученных на нормальных спиртах, чем на спиртах изостроения.

Антиокислители дитиофосфатного типа придают маслам также высокие противоизносные и антикоррозионные свойства, поэтому этим соединениям уделяют большое внимание и ассортимент их значителен.

Однако данные присадки имеют и существенный недостаток: в случае попадания моторного масла в камеру сгорания дитиофосфаты термически разлагаются с образованием соединений фосфора, которые затем попадают в выхлопную систему двигателя. Там эти соединения отравляют катализаторы дожигания автомобилей, поскольку являются каталитическими ядами для них. Это приводит к увеличению количества вредных для окружающей среды компонентов (в первую очередь СО) в выхлопных газах из-за недожига продуктов неполного сгорания топлива.

Таким образом, использование дитиофосфатов в качестве присадок к моторным маслам нежелательно с экологической точки зрения. Поэтому в последнее время предпринимаются попытки замены этих соединений на присадки, не содержащие фосфора.

Однако дитиофосфаты продолжают широко использоваться в современных моторных маслах, поскольку эфф

s