Nghiên cứu sản xất phụ gia cho dầu gia công kim loại

thì hầu như chưa đáp ứng được mà phải nhập của nước ngoài với giá thành cao do nguyên nhân sau: Xà phòng của Trietanolamin TEA với axit Olêic làm phụ gia tạo nhũ thì dầu gia công kim lo

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài:

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHỤ GIA CHO DẦU GIA CÔNG KIM LOẠI

Chủ nhiệm đề tài: ThS TRẦN THẮM

7640 01/02/2010

HÀ NỘI 12 - 2009 Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ,

HĐ số 140.09.RD/HĐ-KHCN

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài:

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHỤ GIA CHO DẦU GIA CÔNG KIM LOẠI

Chủ nhiệm đề tài: ThS TRẦN THẮM

Các cán bộ tham gia thực hiện đề tài:

1 Nguyễn Công Bắc- Thành viên

2 Nguyễn Thị Huyền Châu - Thành viên

3 Th.s Nguyễn Công Long - Thành viên

4 Trần Ngọc Hương - Thành viên

5 Th.s.Phạm Thị Thúy Nga - Thành viên

HÀ NỘI 12-2009 Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ,

HĐ số 140.09.RD/HĐ-KHCN

MỞ ĐẦU

Hiện nay trên thế giới, dầu gia công kim loại được sử dụng rất nhiều để phục

vụ cho các công việc như: Cắt, phay, mài, taro, kéo dãn dây điện, gia công thép hình Chúng được sản xuất bởi hai thành phần chính đó là dầu gốc và phụ gia Dầu gốc thông thường chiếm 80 ÷ 90% thể tích và chủ yếu là dầu gốc khoáng, một số trường hợp đòi hỏi chất lượng cao thì dầu gốc tổng hợp được sử dụng chủ yếu trên

cơ sở Glycol Phụ gia thường chiếm tỷ lệ 10 ÷ 20% thể tích Ở nước ta có một số cơ

sở sản xuất dầu gia công kim loại nhưng chất lượng chủ yếu phục vụ cho gia công

cơ khí đơn giản như phay, bào, tiện, doa còn trong các lĩnh vực sản xuất thép ống, gia công vỏ hộp, sản xuất dây đồng, nhôm thì hầu như chưa đáp ứng được mà phải nhập của nước ngoài với giá thành cao do nguyên nhân sau:

Xà phòng của Trietanolamin (TEA) với axit Olêic làm phụ gia tạo nhũ thì dầu gia công kim loại dễ bị hỏng trong quá trình sử dụng do vi sinh vật phân huỷ hợp phần hữu cơ và chỉ sử dụng được với dầu gốc parafinic

Xà phòng của TEA với Linear AlkylBenzenSulfonic Acid (LAS) làm phụ gia tạo nhũ thì thời gian sử dụng dầu gia công kim loại kéo dài hơn nhiều so với xà phòng của TEA với axit olêic nhưng pH của sản phẩm cuối cùng lại là môi trường axit (pH ~6) lại không thuận lợi cho bề mặt kim loại sau gia công (dễ bị gỉ) và phụ gia này chỉ dùng với dầu gốc naphtenic

Chính vì những lý do trên mà đề tài sử dụng xà phòng hỗn hợp của TEA với axit olêic và LAS làm phụ gia tạo nhũ cho dầu gia công kim loại Khi sử dụng phụ gia này hy vọng khắc phục được hai nhược điểm trên và có thể sử dụng cả dầu gốc parafinic và naphtenic để pha chế sản phẩm

PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I.1 Dầu gia công kim loại

I.1.1 Mô tả chung về quá trình gia công kim loại [6]

Trong gia công kim loại cần phân biệt quá trình cắt gọt kim loại và sự xử lý, tạo hình cho kim loại Trong quá trình cắt gọt, kim loại bị gọt bỏ gây nên sự biến dạng và đứt gẫy thành những mảnh nhỏ Lượng nhiệt đáng kể sinh ra do chuyển hóa năng lượng trong quá trình gia công và do ma sát giữa bề mặt kim loại, phôi mạt kim loại và dụng cụ cắt gọt Còn trong quá trình xử lý và tạo hình cho kim loại như cán kéo kim loại, uốn ống, vuốt ống, dưới tác dụng của ngoại lực, phôi kim loại được tạo hình nhờ biến dạng dẻo nhưng vẫn giữ nguyên thể tích Chi tiết kim loại qua gia công áp lực có cơ lý tính tốt hơn Các quá trình này xuất hiện ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp: công nghiệp ô tô, máy bay, đồng hồ, thiết bị điện, điện tử…90% sản phẩm kim loại và hầu hết kim loại trong công nghiệp xây dựng đều qua giai đoạn gia công

Mục đích của quá trình gia công kim loại là tạo ra một hình dạng mới Thường quá trình dẫn đến sự tiếp xúc của hai vật rắn với nhau: dụng cụ và vật gia công Sự tiếp xúc này gắn với sự biến dạng dẻo của kim loại (quá trình biến hình kim loại) hoặc tạo ra một hình dạng mới bằng cách cắt gọt vật liệu theo ý muốn (quá trình cắt gọt kim loại) Việc tạo dạng mới bằng các quá trình gia công kim loại luôn kèm theo ma sát lớn, nhiệt độ cao và sự mài mòn của dụng cụ Nhiệm vụ của chất bôi trơn trong quá trình gia công kim loại là làm giảm lực ma sát, làm mát, giải tỏa nhiệt do ma sát gây ra, giảm số lượng và kích cỡ các điểm hàn dính, nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công Khi lực ma sát giảm, có thể giảm trở lực biến dạng của kim loại, từ đó giảm tổng lực tác dụng của kim loại lên dụng cụ và giảm công tiêu hao, giảm độ mài mòn dụng cụ, nâng cao tuổi thọ dụng cụ

I.1.2 Các kiểu chất bôi trơn trong quá trình biến hình kim loại

Các chất bôi trơn lỏng, các dịch huyền phù, past, mỡ, các chất bôi trơn và che phủ rắn là những chất bôi trơn được chọn cho các quá trình biến hình kim loại Các kim loại khác nhau, các quá trình biến hình khác nhau sẽ sử dụng các chất bôi trơn

khác nhau Các quá trình biến hình kim loại gồm cán, đùn, vuốt (như vuốt ống, uốn ống, kéo dây), rèn và gia công tấm kim loại Thường thường, các quá trình gia công nóng gồm các quá trình làm biến dạng cả khối Chúng được gọi là các quá trình gia công kim loại loại 1 Các quá trình gia công kim loại loại 2 gồm các nguyên công nguội như cán, vuốt và đùn

Hình I.1: Các kiểu chất bôi trơn trong quá trình gia công kim loại

Chất bôi trơn được sử dụng trong một quá trình biến hình kim loại nào đó trước hết phải là giảm ma sát, yếu tố này nói chung, có ảnh hưởng đến tuổi thọ, công

cụ, sự dịch chuyển êm nhẹ của kim loại, đến lượng tiêu hao năng lượng, đến sự gia tăng nhiệt và đến chất lượng bề mặt Thường hệ số ma sát càng thấp thì mức độ tiêu hao về lực và công suất đòi hỏi càng giảm Ví dụ, việc bôi trơn tốt trong rèn dập sẽ làm giảm mài mòn khuôn và hạ thấp được lực rèn dập, chống xước khuôn và dễ lấy sản phẩm ra khỏi khuôn Ngoài ra nó còn làm cho sự dịch chuyển của vật liệu trong khuôn được dễ dàng và đóng vai trò như một lớp cách nhiệt ngăn giữa vật liệu rèn

và bề mặt khuôn Tuy nhiên, trong nguyên công cán, hệ số ma sát giữa trục lăn và phôi cán không quá cao cũng không quá thấp Rõ ràng là ma sát thấp sẽ làm giảm lượng tiêu hao năng lượng, giảm lượng nhiệt phát sinh và giảm mài mòn trục lăn Nhưng ma sát quá thấp lại gây ra hiện tượng trượt mà có thể làm hỏng bề mặt phôi cán và có ảnh hưởng xấu đến quá trình biến hình

Các chất bôi trơn lỏng, các dịch huyền phù, past, mỡ, các chất bôi trơn và che phủ rắn là những chất bôi trơn được chọn cho các quá trình biến hình kim loại Vì kim loại được gia công có thể rất khác nhau về thành phần, từ những kim loại hầu như tinh khiết (như nhôm, berili, đồng, magiê, niken, titan) đến các hợp kim rất phức tạp (như thép không gỉ) nên chất bôi trơn được sử dụng cho quá trình biến dạng kim loại rất khác nhau Chúng có thể là chất lỏng, nửa rắn hoặc rắn, cũng như

có thể là hỗn hợp của chúng Chất bôi trơn sử dụng thông thường nhất trong quá trình này là các dầu khoáng, dầu khoáng cộng với các dầu béo (các dầu hỗn hợp),

Chiều dày của phôi

Chiều sâu

lớp cắt

Kim loại Mặt sạch Bề mặt mới

Vùng nhiệt độ cao nhất

Mặt nghiêng Dụng cụ cắt gọt

nhũ tương, các dầu tổng hợp, các dịch huyền phù graphit, các ester, các axit béo, các hợp chất béo, lanolin, mỡ sáp, sáp parafin, các polyme và nhiều loại khác Phụ gia được dùng cho các chất bôi trơn biến hình kim loại trước hết gồm các tác nhân chịu cực áp (như các chất béo và dầu đã được sunfo hóa hoặc đã được sunfoclo hóa) và các hóa phẩm dùng trong pha chế các chất nhũ tương, các axit béo hoặc các hợp chất béo

Các chất bôi trơn trong quá trình tạo hình kim loại đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sản xuất Chúng ảnh hưởng đến năng suất, đến sự an toàn cho công nhân, đến tiêu hao năng lượng và đến vấn đề môi trường Vấn đề phức tạp của việc bôi trơn trong các quá trình biến hình kim loại có thể minh họa bằng quá trình cán nhôm mà trong đó có cán nóng và cán nguội Nói chung, các lá nhôm hoặc hợp kim nhôm được tạo ra bằng cách cán nóng các thỏi lớn thành các tấm có chiều dày khoảng 3 đến 17 mm rồi sau đó được làm mỏng tiếp bằng cán nguội

Nhũ tương dầu - trong nước được sử dụng nhiều nhất để làm chất bôi trơn và chất làm mát cho công nghệ cán nóng Các nhũ tương như vậy chứa khoảng 2 - 5% phần cốt dầu Phần cốt dầu có thể gồm 80 - 90% dầu naphtenic hoặc parafinic, 15-20% các chất tạo nhũ kiểu anion hoặc kiểu không ion và 5 -10% các chất hợp phần Các chất hợp phần có thể gồm nhiều hợp chất của các nhóm phụ gia sau đây: các phụ gia chịu tải (tribo), các chất ức chế oxy hóa, các tác nhân thấm ướt, các chất chống vi khuẩn và các chất chống tạo bọt Chúng có thể gồm dẫn xuất của axit oleic hoặc các chất béo khác, các ester của axit photphoric (như tricrezyn photphat), các etanolamin và các hợp chất khác

Trong cán nóng, chức năng qua trọng nhất của chất bôi trơn là làm mát, tuy nhiên

nó cũng làm giảm lượng tiêu hao năng lượng, cải thiện chất lượng bề mặt của vật được cán và làm mỏng tối đa vật liệu cán Vì thế ma sát cũng là yếu tố quan trọng

Trong cán nguội, những thanh đã qua cán nóng được cán ở nhiệt độ môi trường thành tấm hoặc lá Do nhôm có xu hướng bám sang trục lăn trong khi cán nguội (giống như trong quá trình cán nóng) nên chức năng đầu tiên của các chất bôi trơn dùng cho cán nguội là làm giảm được xu hướng này Các phân đoạn chưng cất hẹp được tinh chế kỹ nhận được từ các dầu thô gốc parafin thường được sử dụng nhất làm dầu gốc cho các chất bôi trơn này Nhiệt độ nung trong công nghiệp nhôm

phân đoạn keroxin Để tạo cho chất bôi trơn dùng trong cán nguội nhôm có được các đặc tính ma sát và khả năng mang tải thích hợp cần phải pha thêm các dầu gốc khoáng có độ nhớt thấp một tổ hợp phụ gia đặc biệt Các phụ gia được sử dụng chủ yếu gồm các ancol béo, các axit béo và các ester béo Các ancol béo đảm bảo cho chất bôi trơn có được tính năng tốt hơn vì chúng không ảnh hưởng đến đặc tính ủ của nhôm

I.1.3 Các kiểu chất bôi trơn trong quá trình cắt gọt kim loại

Có ba kiểu chất bôi trơn dùng trong cắt gọt kim loại: dầu nhũ tương và các sản phẩm gốc nước Các dầu thường nhận được từ dầu mỏ, từ thực vật và động vật Các chất nhũ tương đều chứa dầu, như dầu khoáng hoặc dầu hỗn hợp, tồn tại ở dạng hạt nhỏ lơ lửng được phân tán nhờ sự hỗ trợ thêm của các chất tạo nhũ Các sản phẩm gốc nước cũng còn được gọi là các chất lỏng tan trong nước, các chất lỏng hóa học hoặc các chất lỏng tổng hợp; chúng không chứa dầu mà chỉ chứa các chế phẩm tan trong nước, ví dụ như dung dịch nước của Di, Tri, Tetraetylen glycol

Mặc dù đã có nhiều thay đổi trong việc pha chế các chất bôi trơn cho cắt gọt kim loại kể từ khi đưa chúng vào sử dụng nhưng những chức năng cơ bản của chúng vẫn không thay đổi Chúng gồm:

1 Làm mát vật gia công và phôi để nâng cao tuổi thọ công cụ và cho phép nâng cao tốc độ cắt gọt, cũng như để làm giảm sự biến dạng và đạt được độ chính xác về kích thước;

2 Bôi trơn để làm giảm ma sát, cải thiện độ nhẵn bề mặt gia công, bảo vệ bề mặt sau gia công không bị gỉ, ăn mòn và các cặn bẩn không mong muốn, làm giảm mài mòn dao tiện và xu hướng gây rung ồn;

3 Bảo vệ an toàn cho người thao tác

4 Để thoát phôi khỏi vùng cắt gọt bằng cách rửa trôi

Tiện là nguyên công nhẹ nhàng nhất và nhiệt được giải phóng dễ dàng nhờ chất lỏng cắt gọt và nhờ phôi thoát ra liên tục Chuốt là ngyên công khắc nghiệt nhất Các răng cắt luôn tiếp xúc với chi tiết gia công trong suốt quá trình cắt gọt và

cứ sau mỗi răng, dao cắt lại càng ăn sâu thêm vào vật gia công Điều này làm cho chất lỏng cắt gọt khó vào đến phần mũi của dao trong thời gian máy hoạt động Vì

vậy chất lỏng cắt gọt dùng trong việc chuốt phải có tính chất bôi trơn và chống hàn dính rất tốt để bảo vệ dụng cụ cắt gọt và để đảm bảo gia công chính xác

Hình I.2: Chế độ làm việc khắc nghiệt của một số quá trình cắt gọt kim loại

Hình I.2 cho thấy rằng chế độ làm việc khắc nghiệt tăng thường đi liền với tốc

độ cắt gọt giảm Chế độ làm việc khắc nghiệt đòi hỏi chất lỏng cắt gọt phải có hoạt tính cao Điều này có nghĩa là dưới điều kiện làm việc khắc nghiệt phải sử dụng các chất lỏng cắt gọt có chứa phụ gia mà đặc biệt là phụ gia chịu cực áp Các chất lỏng cắt gọt ngày nay thường chứa nhiều loại hóa phẩm đặc biệt được tính toán sao cho

để chất lỏng có được khả năng bôi trơn, độ hoạt động bề mặt, độ ổn định và các tính chất chống hàn dính cần thiết

Hình I.3: Tính chất bôi trơn, làm mát của các chất lỏng gia công kim loại

Ảnh hưởng của điều kiện làm việc đến yêu cầu đối với một chất lỏng cắt gọt

có thể tóm tắt như sau:

1 Tốc độ cắt gọt cao thường tạo ra nhiệt độ cao Trong trường hợp này hoạt tính của chất lỏng cắt gọt không đòi hỏi phải cao, nhưng việc làm mát khu vực cắt gọt lại trở thành yếu tố quyết định và do vậy những dầu cắt gọt kim loại có khả năng làm mát cao là cần thiết Như đã biết, nước là một trong những chất làm mát tốt nhất

Rất cao

Rất cao Thấp

DÇu kho¸ng DÇu kho¸ng

Víi phô gia

Nhò lo·ng N−íc víi phô gia

nhưng lại là một chất bôi trơn rất kém Do vậy, các sản phẩm gốc nước có chứa các tác nhân thấm ướt, các phụ gia chịu cực áp, các chất ức chế ăn mòn và một số hóa chất khác thường được chọn để làm chất lỏng cắt gọt dùng cho các nguyên công có điều kiện làm việc ít khắc nghiệt như tiện, phay, khoan … Hình trên cho thấy rằng một số chất lỏng cắt gọt kim loại có tính chất làm mát tuyệt hảo cũng có tính chất bôi trơn tốt

2 Trong các nguyên công có tốc độ thấp hơn, mà thường đi liền với ma sát và mài mòn dụng cụ cao, như gia công răng, tarô hoặc chuốt thì bôi trơn là yếu tố quyết định còn yếu tố làm mát ít quan trọng hơn

người ta thường sử dụng các chất bôi trơn gốc dầu có chứa phụ gia mà chủ yếu là các phụ gia chịu cực áp

I.2 Thành phần cơ bản của dầu gia công kim loại

I.2.1 Dầu gốc

Dầu thương phẩm bao gồm hai hợp phần là dầu gốc và phụ gia Dầu gốc được

sử dụng nhiều nhất là các phân đoạn dầu khoáng gốc dầu mỏ gọi là dầu gốc khoáng

và được chế biến theo công nghệ truyền thống Ngoài ra còn có thể dùng một số loại dầu gốc tổng hợp có nguồn gốc là sản phẩm của những phản ứng hóa học

I.2.1.1.Dầu gốc khoáng

Dầu gốc khoáng bắt nguồn từ dầu mỏ là kết quả của các quá trình hóa học và vật lý hàng nghìn năm xác động thực vật Ngay từ khi ra đời, dầu gốc khoáng đã thay thế các chất bôi trơn cổ điển là dầu thảo mộc và mỡ động vật do giá thành rẻ hơn 3÷4 lần Cũng vì lý do đó mà dầu gốc khoáng được sử dụng rộng rãi hơn dầu gốc tổng hợp

Dầu gốc khoáng được sản xuất từ dầu mỏ bằng các quá trình tinh chế và chế biến chọn lọc Bản chất của dầu thô và quá trình lọc dầu sẽ quyết định đến tính chất vật lý và hóa học của dầu gốc tạo thành Phân đoạn dầu thô thích hợp cho sản xuất dầu gốc sẽ có các sản phẩm có nhiệt độ sôi khác nhau nhờ quá trình chưng cất chân không, chúng có số nguyên tử cacbon từ 21÷40, gồm các parafin mạch thẳng và mạch nhánh, naphten và aromatic Ngoài ra còn có các thành phần không mong muốn như các hợp chất chứa S, N, O và nhựa asphanten

Trong thực tế, dầu gốc khoáng là hỗn hợp của các phân tử đa vòng có đính

mạch nhánh parafin Số vòng ngưng tụ càng nhiều và mạch nhánh parafin càng ngắn

thì tính nhiệt nhớt của hydrocacbon càng kém và càng không thích hợp để làm dầu

bôi trơn Trong dầu gốc các thành phần mong muốn là isoparafin và các phân tử có

một hoặc hai vòng gắn với mạch nhánh parafin Còn các thành phần không mong

muốn như hydrocacbon có cấu trúc naphten, vòng aromat hoặc các chất dị vòng, vì

chúng có tính nhiệt nhớt kém và ổn định oxy hóa thấp

Việc phân loại dầu gốc khoáng thành dầu parafinic, naphtenic, hoặc aromatic

tùy thuộc vào loại hydrocacbon nào chiếm ưu thế Xem bảng 1.1 ta thấy sự khác

nhau về tính chất vật lý, hóa học và dầu bôi trơn có cấu trúc khác nhau Ba loại dầu

này đều là dầu thương phẩm và được chọn có độ nhớt gần bằng nhau

Bảng I.1 Đặc tính vật lý và hóa học của các dầu gốc khoáng [6]

I.2.1.2 Dầu gốc tổng hợp

Gần đây, hướng nghiên cứu của nước ngoài về pha chế dầu bôi trơn cho quá trình gia công kim loại có sử dụng dầu gốc bán tổng hợp và tổng hợp làm chất bôi trơn nền US Patent 6448207 nghiên cứu sử dụng nước, các sản phẩm tan trong nước

để pha chế chất lỏng gia công kim loại (etylenglycol, sterat kim loại, cacbonat, chất hoạt động bề mặt, silicon, phụ gia ức chế ăn mòn kim loại, phụ gia chống tạo bọt)

US Patent 6242391 lại sử dụng dung môi ancol làm chất nền, các muối brom, flo làm phụ gia chống hàn dính, ngoài ra còn có phụ gia ức chế gỉ, phụ gia diệt khuẩn

nhiệt độ làm việc rộng (từ -550C đến 3200C) Dầu gốc tổng hợp có nhiệt độ đông đặc thấp và độ bền nhiệt cao, do đó nó thường được sử dụng cho những mục đích đặc biệt Do dầu gốc tổng hợp thu được từ các phản ứng hóa học tạo ra được các dầu gốc

có tính chất đồng nhất cao nên có thể cho loại dầu có tính chất đáp ứng được các tính năng bôi trơn định trước

tính chất riêng mà dầu gốc khoáng không có Thực tế những loại dầu gốc tổng hợp quan trọng nhất gồm: hydrocacbon tổng hợp, ester hữu cơ, polyglycol và estephotphat Chúng chiếm khoảng trên 90% khối lượng dầu tổng hợp hiện nay đang được sử dụng

là các polyme của etylen, propylen oxit trọng lượng phân tử cao hoặc cả hai, chúng

có khoảng độ nhớt rộng Các polyglycol còn ở dạng polyankylen glycol, polyglycol

nhất Quá trình polyme hóa etylenglycol dẫn đến sự hìmh thành liên kết oxy và tạo

ra một polyglycol ete H-(OCH2-CH2)n-OH

Dạng chất tổng hợp này bao gồm một loạt sản phẩm của hai nhóm cơ bản Nhóm thứ nhất gồm các sản phẩm tan hoàn toàn trong nước, trong khi nhóm thứ hai gồm các sản phẩm không tan trong nước Tuy nhiên, chúng không tương hợp với các dầu khoáng hoặc các phụ gia dùng cho dầu khoáng Hiện nay, polyglycol là loại dầu gốc tổng hợp phổ biến nhất Một trong những ưu điểm của polyglycol là chúng phân hủy hoàn toàn dưới điều kiện oxy hóa ở nhiệt độ cao Điều này dẫn đến sự tạo

I.2.2 Phụ gia tạo nhũ [6,8,12,14]

Trong trường hợp cần tạo ra hệ nhũ tương dầu trong nước hoặc ngược lại với những mục đích khác nhau như tạo chất lỏng thủy lực chống cháy, chất bôi trơn dùng trong khoan đá và loại thể lỏng dùng gia công kim loại thì sử dụng phụ gia tạo nhũ Phụ gia nhóm này là các muối sunfonat, các axit béo và muối của chúng, các ester của axit béo, các phenol và phenol ete…

nước cao hơn trong thể tích

Có ba nhóm chất tạo nhũ:

- Chất tạo nhũ Anion (Anion hoạt tính) chúng có phần ưa nước mang điện tích âm Điển hình của loại này là các xà phòng của các axit béo Ví dụ trong xà phòng natri của một axit béo mạch dài thì phần mạch dài hydrocacbon là phần tan trong dầu, còn

hạt nhỏ

+ Nhũ phải được pha chế sao cho chịu được độ kiềm cao của xà phòng (pH = 10) + Trong nước cứng, xà phòng canxi và magiê hóa trị hai không tan sẽ làm giảm nồng độ chất tạo nhũ và sẽ tạo thuận lợi cho sự hình thành nhũ nước - trong - dầu,

do vậy làm giảm độ ổn định của nhũ Các tác nhân đã được sunphat hóa bền với canxi hơn Điển hình là dầu thầu dầu và axit oleic sunphat hóa

- Chất tạo nhũ cation (cation hoạt tính): trong chất tạo nhũ cation thì phần ưa nước của phân tử mang điện tích dương Các muối amin bậc bốn được sử dụng làm các tác nhân cation Nhóm ưa dầu mạch dài là cation Anion thường là clorua hoặc bromua [(R)4N+]X-

Ở đây R- nhóm ưa dầu và X-Cl hoặc Br Chúng không nhạy với canxi Chúng được sử dụng chủ yếu trong hệ dầu- trong nước

- Chất tạo nhũ không ion: Chúng thường là các este được tạo ra bởi phản ứng của một axit béo mạch dài ưa dầu với một ancol polyhydric ưa nước hoặc axit béo với polyoxyetylen (-CH2-CH2-O-)n

Những ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt HLB (Hydrophile Lyophile Balance), lượng chất phân tán và nhiệt độ lên kích thước hạt nhũ của dầu gia công kim loại

Đối với một quá trình gia công kim loại thì người ta sử dụng nhũ như một dầu bôi trơn gia công, sự tạo thành màng dầu trên bề mặt kim loại bằng quá trình phủ kín qua các giọt dầu trong thời gian nhất định Do đó, với các yếu tố khác không thay đổi nếu tăng tốc độ làm việc trong quá trình gia công thì sẽ phải tăng lớp dầu bảo vệ lên, kết quả được nói lên trong các trường hợp ít chất bôi trơn và trường hợp có phụ gia tăng khả năng ma sát, nó cũng được sử dụng rộng rãi như phụ gia cực áp, axit béo…

Dầu cho gia công kim loại dựa trên dầu trong nước nhũ có thể tạo ra chất bôi trơn tốt và bền Lượng dầu có độ dày phù hợp được phủ lên bề mặt kim loại trong quá trình gia công là do tỷ lệ kích thước hạt của nhũ dùng cho quá trình gia công, kích thước hạt nhũ to hơn sẽ có tính chất che phủ và bôi trơn tốt hơn [12, 13] Do đó, việc kiểm tra kích thước hạt của dầu gia công kim loại là phổ biến và được sử dụng như một dấu hiệu cho các điều kiện dầu sử dụng trong công nghiệp

dầu gia công sẽ có chứa chất hoạt động bề mặt tạo nhũ có khả năng tan trong dầu đầu tiên được pha vào trong nước để giúp cho việc bảo vệ máy móc qua việc tạo ra một chất nhũ siêu bền Nhũ được bền hóa bởi việc thêm vào chất phân tán có khả năng tan trong nước Dầu gia công kim loại được đưa ra với hai công thức là kích thước hạt tối ưu và có khả năng bền hóa Nhưng việc bảo quản và sử dụng chất lỏng

gia công cần yêu cầu phải thường xuyên sử dụng chất phân tán có khả năng tan trong nước.Công nghệ dầu gia công kim loại tiến bộ hơn thì đòi hỏi phải kết hợp chất phân tán và chất nhũ hóa vào cùng một sản phẩm đóng gói

Từ quan điểm thực tế, ảnh hưởng của kích thước hạt nhũ lớn đối với dầu gia công kim loại có thể theo hai hướng, góp phần tích cực trong bôi trơn bề mặt kim loại làm việc bằng cách bao phủ một lượng dầu Tuy nhiên, ảnh hưởng tiêu cực là sự phân tách giữa nước và dầu ở bể chứa tuần hoàn dầu gia công kim loại (kích thước càng lớn khả năng phân tách càng cao)

Dầu gia công kim loại thực tế là một hệ thống nhiều pha chứa bột sắt, giọt dầu, chất hoạt động bề mặt và nước, cùng với các loại ion khác, các thành phần có hại cho dầu trong việc tạo lớp váng, cặn bẩn cho thiết bị máy móc gia công Do đó, chất nhũ hóa và chất phân tán luôn có mặt để điều khiển kích thước của hạt nhũ

nếu nhiệt độ gia công dưới nhiệt độ điểm sương của chất hoạt động bề mặt thì khả năng bền nhũ tốt có thể được duy trì Nhưng khi nhiệt độ vượt quá nhiệt độ điểm sương thì sự giảm độ bền nhũ xảy ra do sự phá vỡ khả năng hydrat hóa của phân tử chất hoạt động bề mặt và kết quả là làm mất tính hút nước của dầu Đối với một hệ thống gia công kim loại có chứa chất hoạt động bề mặt ion sẽ ra độ bền nhũ khi pH thay đổi và ion mạnh trong pha nhũ Đối với chất hoạt động bề mặt riêng biệt, giá trị HLB của nó có khả năng tạo nhũ và phân tán chất lỏng, chất rắn khác nhau Trong dầu gia công kim loại, sự có mặt của các dầu và bột sắt thì yêu cầu chọn lựa chất hoạt động bề mặt có giá trị HLB tối ưu, theo đó duy trì sự bền hóa nhũ của giọt dầu

và thậm chí ngay cả có sự phân tán của bột sắt để đạt được sự bền hóa của kích thước hạt nhũ cuối cùng

dầu, tương tác của chúng với chất hoạt động bề mặt rất khó, do trạng thái động học

và sự phân nhỏ của hệ thống Tuy nhiên, kích thước hạt nhũ có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thay đổi như giá trị HLB của chất tạo nhũ/ phân tán, nhiệt độ làm việc quá trình, pH, lượng bột sắt trong dung dịch và tạp chất của dầu Bằng việc nghiên cứu các ảnh hưởng của những yếu tố và thiết lập mối quan hệ giữa chúng với kích thước hạt nhũ trong dầu gia công kim loại

I.2.2.1.Tình hình sản xuất phụ gia tạo nhũ ở trong nước

Hiện nay phụ gia tạo nhũ được sản xuất tại Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam trên cơ sở xà phòng hóa của LAS với TEA Phụ gia tạo nhũ này có ưu điểm là cho khả năng tạo nhũ tốt và bền nhưng nhược điểm là môi trường của sản phẩm dầu gia công kim loại khi pha vào nước là pH<7 do đó dẫn đến bề mặt kim loại sau khi gia công thường bị gỉ Phụ gia tạo nhũ cũng được sản xuất tại công ty phụ gia và các sản phẩm dầu mỏ (APP) trên cơ sở là xà phòng của TEA với dầu đậu nành hoặc dầu

cọ và có sử dụng thêm phụ gia sunphonat theo công nghệ của Nga Phụ gia này cho được khả năng tạo nhũ tốt và môi trường của sản phẩm pH ≈ 8÷9 do đó bề mặt kim loại sau khi gia công ít bị gỉ Nhưng nhược điểm là hợp chất sunphonat trong quá

cũng còn một số đơn vị trong nước và liên doanh có pha chế dầu gia công kim loại nhưng phụ gia tạo nhũ chủ yếu là nhập của nước ngoài trên cơ sở dẫn xuất của amit

I.2.2.2.Tình hình sản xuất phụ gia tạo nhũ ở nước ngoài

Trên thế giới phụ gia tạo nhũ được sản xuất với rất nhiều loại khác nhau có thể nêu lên một số loại điển hình sau:

Bảng I.2.Các chỉ tiêu lý hóa tiêu biểu của phụ gia

- Ứng dụng: GT 1500S có thể đuợc sử dụng như là phụ gia dầu gia công kim loại có tính năng tốt Các phụ gia cực áp khác có thể đuợc bổ sung theo tỷ lệ thích hợp Các este của glycol có thể đuợc sử dụng để đạt đuợc tính chất bôi trơn tốt mà không cần phải dùng phụ gia cực áp truyền thống có chứa clo, lưu huỳnh hay photpho Công thức cuối cùng có thể đuợc điều chỉnh bởi axit béo, trietanolamin hay các tác nhân khác có khả năng bền nhũ

- Các sản phẩm thay thế: Phụ gia GT 1200S và GT 1580VS được sử dụng

khi pha chế với dầu gốc parafinic; khi pha chế với dầu gốc naphtenic thì sử dụng phụ gia GT 1900S và GT 1990S Phụ gia ADCONATE BASE 2114 có thể sử dụng

để pha chế dầu gia công kim loại với cả hai loại dầu là naphtenic và parafinic

Là phụ gia cần thiết cho dầu gia công kim loại do hãng Colonical Chemical (CCI) phát triển và sáng tạo ra để sử dụng cho các loại dầu hòa tan, chất lỏng tổng

các tính chất bảo vệ ăn mòn, chống mài mòn và chịu tải trọng cao

năng phân tán trong nước Khi phân tán trong môi trường nước và dầu, sản phẩm tạo thành một chất nhũ hóa Các chất bôi trơn tạo ra có các độ nhớt khác nhau tùy thuộc

- Dữ liệu làm việc: 1% Cola® Lube 4715 trong nước có khuynh hướng tạo bọt cao và ổn định, tuy nhiên khi điều chỉnh đến một pH trung tính sẽ làm giảm đáng kể chiều cao bọt, đó là đặc tính chung nhất của các alkanolamide mạch dài

- Các tính chất điển hình:

+ Bề ngoài: Chất lỏng trong suốt + Nhiệt độ đông đặc: 280C

- Khả năng tan trong các loại dầu:

10% dung dịch trong các loại dầu như sau:

+ Aromatic 150 : Tan + Metyl este của đậu tương: Tan + Paraffinic : Phân tán + Naphthenic: Phân tán

+ Isoparaffinic: Không tan

- Công thức: Dầu hòa tan, chất lỏng cán và mài:

+ Metyl este của đậu tương : 60% KL + Cola®Lube 4715: 15 % KL + Cola®Lube 3414 : 10% KL + TOFA (5-(tetradecyloxy)- 2-furoic acid) : 5% KL + TEA-99 : 10 % KL Trộn các thành phần và khuấy đều cho đến khi đồng nhất

+ Dữ liệu làm việc (5% trong nước):

Bề ngoài: Nhũ tương màu sữa tươi

pH: 9,4

+ Cách pha loãng:

Mài: 2% - 4% trong nước Gia công nhẹ: 3% - 6% trong nước Gia công vừa phải: 5% - 8% trong nước Gia công nặng: 7% - 10% trong nước

- Tổng hợp chất lỏng gia công kim loại và định hình:

Trộn các thành phần và khuấy đều cho đến khi đồng nhất

+ Dữ liệu làm việc (5% trong nước):

Bề ngoài: Nhũ tương màu sữa

pH : 9,4 + Cách pha loãng:

Gia công vừa phải: 4% - 8%

Gia công nặng: 6% - 10%

Là phụ gia tạo nhũ đóng gói có khả năng bảo vệ ăn mòn tuyệt vời của

khoáng gốc hydrocacbon, đặc biệt là dầu khoáng paraffinic và sẽ tạo được hệ nhũ

+ pH (5% khối lượng trong nước): 9,4

+ Mẫu nhũ màu trắng đục ổn định ở 0 - 500C + Độ ổn định nhũ theo tỷ lệ 20:01 trong nước ở 400F , 0/0,1 ml

+ Khả năng tạo bọt (tỷ lệ 20:1 trong nước ở 200F): 0 bọt<30s

- Ứng dụng:

trưng là 18% khối lượng trong dầu khoáng Khi kết hợp với biocide của Biozid ST -1 và Contram J30 sẽ làm tăng tuổi thọ của dầu

cho nhiều ứng dụng gia công hoặc để sử dụng với máy móc hiện đại đa chức năng

- Tính năng: Khả năng tương thích với kim loại màu được tăng cường bằng

được xây dựng để bảo vệ môi trường và thân thiện với các nhà sản xuất Nó không

có diethanolamine, các amin bậc hai, nhũ dạng amid bậc hai, nitrit ức chế ăn mòn, clo hóa các phụ gia cực áp, biocide phenolic và bề mặt không có ion nonylphenol

I.2.3 Các loại phụ gia khác

Dầu gốc ảnh hưởng đến phụ gia qua hai tính năng chính: tính hòa tan và tính tương hợp Chẳng hạn hydrocacbon tổng hợp ít hòa tan phụ gia (ngược lại với dầu khoáng gốc), nhưng chúng có tính tương hợp với phụ gia rất tốt Do vậy tính tương hợp phụ gia phụ thuộc rất nhiều vào thành phần dầu gốc Việc tổ hợp phụ gia đòi hỏi

sự khảo sát kỹ tác dụng tương hỗ qua lại giữa các phụ gia cũng như cơ chế hoạt động của từng loại phụ gia riêng và tính hòa tan của chúng Những hiệu ứng phụ

không mong muốn của phụ gia cần được khắc phục và việc tổ hợp các phụ gia phải được điều chỉnh để đạt được tính năng tối ưu của phụ gia trong dầu bôi trơn Chỉ một lượng nhỏ chất xúc tác thêm vào trong quá trình sản xuất phụ gia thường gây ra

sự thay đổi lớn trong tác dụng tương hỗ của phụ gia Những “phụ gia của phụ gia” này được các nhà sản xuất đánh giá cao

I.2.3.1 Phụ gia diệt khuẩn [6,14]

Phụ gia loại này còn được gọi là chất phòng phân hủy, chất diệt trùng, được dùng để ngăn ngừa hoặc làm giảm sự phát triển của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm mốc, chất nhờn bẩn,

Phụ gia diệt khuẩn hiện được dùng chủ yếu trong dầu bôi trơn động cơ tàu thủy, chất lỏng cắt gọt kim loại là những môi trường lý tưởng cho sự phát triển của một số lớn các vi sinh vật, làm cho chất bôi trơn bị biến chất đi

hợp chất chứa clo, etanolamin, fomaldehyt và các hợp chất giải phóng ra fomaldehyt, triazin, hợp chất dạng morphin Các chất chelat như tetranatri etylendiamin tetraxetat khi được bổ sung vào hệ chứa phụ gia diệt khuẩn thích hợp

có thể làm tăng hoạt tính một cách đáng kể

chất lỏng cắt gọt bị giảm hoạt tính đi khá nhanh Hơn nữa, cần phải biết là do thành phần các chất lỏng cắt gọt quá khác nhau nên không có một loại phụ gia diệt khuẩn nào có hiệu quả cho tất cả các chất lỏng cắt gọt Vì vậy, đối với từng chất lỏng cắt gọt gốc nước phải được nghiên cứu cụ thể để xem chất diệt khuẩn nào có hiệu quả nhất Nhiều phụ gia diệt khuẩn gây độc hại cho người

+ hoạt chất , %kl: > 98

Đây là hợp chất có khả năng chống khuẩn cao, sử dụng cho các chất lỏng gia công kim lọai CONTRAM ST- 1 có khả năng tan trong dầu , nước và nó làm tăng tuổi thọ dầu , bảo về tốt và hiệu quả chống lại các loại vi khuẩn

CONTRAM ST-1 có thể chống lại vi khuẩn nhưng hiệu quả thấp với nấm trong chất lỏng gia công kim loại như: Acremonium spec, Candida albicans, Escherchia coli, Fusarium-spec, Klebsiella-aerogenes, Legionlla-pneumophila, Mycobacterium, immunogenum, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas - fluorecents, Pseudomonas putida, Staphylococcus aureus

- Đặc tính:

+ Trong hệ thống nhũ tuơng , khả năng hòa tan cân bằng giữa pha nuớc và pha dầu để có hiệu quả sử dụng lâu dài Không giống như sử dụng chất diệt khuẩn thông thuờng, CONTRAM ST-1 và CONTRAM MDO đuợc tạo ra để hòa tan pha dầu tốt hơn Tính chất này là 1 yếu tố làm cho công nghệ CONTRAM đuợc chọn lựa cho bảo vệ chất lỏng gia công kim loại

+ Tính tương hợp nồng độ : Trên các nghiên cứu nồng độ dầu có khả năng bảo vệ với cả CONTRAM ST-1 hay phân tử chất diệt khuẩn thông thuờng để tạo đuợc hệ nhũ trong vòng 7 ngày Khi sử dụng với CONTRAM ST-1, chất lượng nhũ không bị mất đi khi quan sát trong thời gian lưu trữ Khi sử dụng chất diệt khuẩn thông thường thì chất lượng nhũ bị mất hoàn toàn dẫn đến sản phẩm không phù hợp cho bảo quản lâu dài

- Sử dụng: Pha chất lỏng gia công kim loại vào nước với tỷ lệ 20 : 1, có thể

sử dụng 2 - 3% CONTRAM theo khối lượng Nồng độ pha loãng sẽ là 1000 - 1500ppm

* BIOBAN DB - 20 ( dung dịch 20% của 2,2 -Dibrôm - 3 - nitrilopropionamide)

- Bioban DB - 20 là chất kháng khuẩn hiệu quả, không có fomandehit và tương thích với mọi loại chất lỏng gia công kim loại

- Đặc tính: Không mùi, không tạo bọt, bền trong môi trường kiềm, ảnh

hưởng ít tới môi trường

- Tính chất vật lý:

+ Bề ngoài: Chất lỏng trong màu hổ phách + Khối lượng riêng: 1,28 g/ml

+ Độ nhớt ở 250C: 47 cSt + pH: 1,5 ÷ 5,0 + Tính tan: Trộn lẫn hoàn toàn với nước + Điểm đông đặc: ~ -500C

+ Điểm sôi: > 700C + Điểm chớp cháy cốc hở: > 1000C + Độ bền nhiệt: > 700C + Áp suất hơi ở 250C: 2 x 10-5 mmHg (0,0026Pa) + pH ứng dụng: 7 ÷ 10

- Hiệu quả diệt khuẩn: Ở điều kiện bình thường , Bioban DB - 20 được thêm

vào các hệ thống nhiễm bẩn bởi vi sinh vật, tác dụng nhanh và hiệu quả Các chất diệt khuẩn khác thường phải mất 10h đến 12h nhưng với Bioban DB - 20 chỉ cần 30 phút

- Tính tương thích: Thích hợp với các chất lỏng gia công kim loại , tổng hợp

và bán tổng hợp Nồng độ thích hợp của Bioban DB - 20 cho các quá trình xử lý thường là 20%

* BIOBAN BIT 20 DPG

- Bioban Bit 20 DPG có độ độc thấp, phổ rộng, không có fomanđehit Bền trong môi trường kiềm , dùng để duy trì độ bền của nhũ dầu trong nước và chất lỏng gia công kim loại

Bioban Bit 20 DPG là 1 dung dịch glycol của 1,2 - benzisothiazolin - 3 - one

- Công thức

NH S O

- Tính chất vật lý

+ Bề ngoài: Chất lỏng be sáng đến nâu + pH (nguyên chất): > 12

+Tính tan trong nước và trong dầu: trộn lẫn

+ Điểm sôi: 970C

+ Điểm đông đặc: <-150C

+ Độ nhớt ở 250C: 175 - 350 cSt

+ Điểm đông đặc: < -150C

+ Không có fomanđehit,5-clo-2-metyl-4isothiazolin-3-one, halogen và phenol

- Sử dụng: Thường dùng ở nồng độ khoảng 0,04% - 0,18% Kl Có thể ảnh hưởng

tới da , mắt

* BIOBAN CM14:

Bioban CM14 được thêm vào các chất lỏng gia công kim loại nhằm làm giảm

và kiểm soát được ảnh hưởng của các vi sinh vật Bioban CM14 là dung dịch nước

14% của 5-clo -2metyl - 4isothiazolin-3-one( CMIT) và 2-metyl-4isothiazolin-3-one

- Công thức

Cl

SN

O

S N

+ Độ nhớt ở 250C: 12 - 15 cSt + Độ bền: tạm ổn

+ Bioban CM14 dùng rất tốt cho cán nóng cũng như tạo hình (với sắt

và nhôm) trong hệ thống gia công kim loại

+ Kiểm soát nhanh hoạt động của vi sinh vật + Không có fomanđêhit

+ Bền hóa học, thích hợp : gồm nhũ dầu trong nước tổng hợp và bán tổng hợp cũng như chất lỏng gia công kim loại tan nước

+ Tương thích với các chất HĐBM anion, không anion và cation + Tương thích với các chất ức chế gỉ

+ Bền trong khoảng 1 năm nếu được giữ ở điều kiện quy định

- Ứng dụng:

+ Bioban CM14 là chất bảo quản hiệu quả trong các chất lỏng gia công kim loại như là một phụ gia Nồng độ cần thiết của Bioban CM14 trong khoảng 6 - 25ppm trong chất lỏng gia công kim loại

+ Đối với hệ thống không nhiễm bẩn: Dùng Bioban CM14 khoảng 34 - 135ml/1000l chất lỏng gia công kim loại 4tuần / lần

+ Đối với hệ thống nhiễm bẩn nặng: Dùng Bioban CM14 khoảng 70 135ml/1000l chất lỏng GCKL hàng tuần đến khi việc kiểm soát đạt hiệu quả

Bảo quản: Nhiệt độ thích hợp là 40 - 400C , tránh ánh sáng trực tiếp

- Khử hoạt tính: Bioban CM14 bị khử hoạt tính dễ dàng hoặc bị trung hòa

bằng cách thêm 1 lượng dư Natrimetabisunfat đã axit hóa hoặc Natribisunfit Nồng

độ chất khử hoạt tính cần lớn hơn 50 - 100 lần Bioban CM14 để đảm bảo việc trung hòa nhanh Thường cần 20% dung dịch khử hoạt tính, 10% để khử hoạt tính một phần Bioban CM14

*BIOBAN BIT 10

- Bioban bit 10 có độ độc thấp, phổ rộng, không chứa fomanđehit , bảo vệ các sản phẩm khỏi vi khuẩn , men, và nấm Bioban Bit 10 bền trong môi trường kiềm và thường dùng bảo quản nhũ dầu trong nước và chất lỏng gia công kim loại Bioban Bit 10 là dung dịch gốc glycol của 1,2 - benzisothiazolin - 3 -one

- Công thức

NH S O

- Đặc tính:

+ Bền nhiệt:

+ Dải phổ rộng, chống lại vi khuẩn , men và nấm + Thường sử dụng ở nhiệt độ cao và môi trường kiềm mạnh mà các chất bảo quản khác không hiệu quả

+ Không có fomanđêhit,5-clo-2-metyl-4-isothiazolin-3-one,halogen và phenol + Rất bền hóa học, tương thích tốt với các vật liệu thô ráp hoặc đã tạo hình

- Sử dụng: Bioban Bit 10 là 1 chất bảo quản hiệu quả trong các hợp phần

nước Nồng độ Bioban Bit 10 trong khoảng 0,08% - 0,36% (vi khuẩn cũng như chất lỏng gia công kim loại) Ảnh hưởng tới da và mắt Nhiệt độ lưu giữ là 40 - 400C , tránh ánh sáng trực tiếp

I.2.3.2.Chất ức chế gỉ

Chất ức chế gỉ là chất chính trong chất lỏng gia công kim loại trên cơ sở nền nước Thực tế, nước làm tăng quá trình tạo gỉ trên kim loại, nhưng với sự kết hợp của phụ gia Polartech, ảnh hưởng này bị giảm tối thiểu

Ba dòng sản phẩm riêng biệt được sản xuất để đáp ứng yêu cầu này Thử nghiệm phạm vi rộng và quá trình phát triển sản phẩm đảm bảo những sản phẩm này hoàn toàn thích hợp với nhiều hệ phụ gia và những chất lỏng nền

*DÒNG SẢN PHẨM BA TM

Este Borat được dùng để bảo vệ khỏi gỉ sắt rất tốt trong nhiều chất lỏng nền nước, từ sản phẩm tổng hợp đến sản phẩm có hàm lượng gốc dầu mỏ cao Phẩm cấp

phù hợp theo yêu cầu khách hàng và những quy định của nơi sử dụng Hơn nữa, sản phẩm cuối còn được tăng thêm tính kiềm, độ bền trong thời gian dài và tính chống gỉ tốt

*DÒNG SẢN PHẨM BA TM

thích hợp đặc biệt với kiểu tổng hợp và bán tổng hợp Chúng tan trong nước, glycol

và chất lỏng polyglycol Dòng sản phẩm này có tính chống gỉ chấp nhận được và là

sự kết hợp của amin và mono, đi, poli cacboxylic axit

*DÒNG SẢN PHẨM BA TM

Những sản phẩm này được dùng riêng cho việc chống gỉ sắt hoặc không phải gỉ sắt

Sử dụng trong nhiều chuyên ngành hóa học khác nhau với các công dụng khác nhau

sử dụng ở nồng độ thấp.

I.2.3.3 Phụ gia cực áp (EP) [6]

Phụ gia EP là các chất có hiệu lực trong việc khống chế mài mòn và hư hỏng dưới điều kiện cặp ma sát phải chịu tải trọng nặng nghĩa là khi số lượng các chỗ tiếp xúc kim loại - kim loại tăng lên và hiện tượng kẹt xước xuất hiện Nói một cách khác, các phụ gia EP ngăn ngừa kẹt xước và hàn dính giữa các bề mặt kim loại đang hoạt động dưới áp suất cực lớn Sự gia tăng khả năng chịu tải của các phụ gia này có

Polartech có nhiều sản phẩm cải thiện sự bôi trơn và tính chịu cực áp với cả dầu gốc và sản phẩm nền nước Các sản phẩm chứa ester, lưu hùynh hoặc phốt pho thay thế cho sản phẩm chứa clo

I.2.3.4 Phụ gia chống tạo bọt [6] [11]

Sự tạo bọt mạnh ảnh hưởng xấu tới tính chất bôi trơn của dầu vầ làm tăng sự oxy hóa của chúng do không khí trộn mạnh vào dầu Trong thực tế sự tạo bọt là một vấn đề nan giải làm cho dầu bị tổn thất, ngăn cản sự lưu thông của dầu trong hệ tuần hoàn gây nên bôi trơn không đầy đủ, làm tăng thời gian phản hồi của hệ thủy lực Khả năng chống lại sự tạo bọt của dầu bôi trơn khác nhau một cách đáng kể và phụ thuộc vào loại dầu thô, phương pháp và mức độ chế biến và độ nhớt của dầu Khả năng này có thể khống chế được bằng cách bổ sung một lượng nhỏ chất chống tạo bọt vào dầu Silicon lỏng, đặc biệt là polymetylsiloxan (- Si (CH3)2O - )n

Là các chất chống tạo bọt có hiệu quả nhất với nồng độ 1 đến 20 phần triệu Nếu pha với nồng độ cao thì có thể làm cho dầu bị tạo bọt quá mức hơn cả dầu bôi trơn chưa cho phụ gia phá bọt nên không khí lại xâm nhập vào dầu nhiều hơn Thông thường nồng độ pha chất phá bọt là 3÷5 phần triệu đối với dầu động cơ và tới 15÷20 phần triệu đối với dầu truyền động ô tô

Để đạt được hiệu quả lớn nhất thì silicon phải không tan trong dầu Nó phải phân tán để đạt mức mức bền vừa đủ và phải có sức căng bề mặt nhỏ hơn dầu

silicon có phân tử lượng lớn hơn và có độ nhớt tới 50.000 mm2/s ở 400C có hiệu lực

hơn Để tạo ra được dạng phân tán ổn định của silicon trong môi trường không phải

là nước, thì kích thước giọt silicon không được vượt quá 10 µm

Các chất phá bọt khác bao gồm polymetacrylat, dầu sunfonat hóa, muối của ankylankylenđithiophotphat, glyxerol monostearat hoặc polyglycolpalmitat, triankyl-monothiophotphat, etanolamin, naptalen ankyl hóa và các polyme được clo hóa Một số polyme ankylacrylat và copolyme ankylacrylat phân tử lượng thấp cũng được sử dụng làm chất phá bọt

Nói chung, người ta cho rằng các phân tử phụ gia chống tạo bọt bám vào bọt không khí làm giảm sức căng bề mặt Các bọt bong bóng nhỏ vì thế mà tụ lại tạo thành các bọt bong bóng lớn nổi lên bề mặt lớp bọt và vỡ ra làm thoát không khí ra ngoài