Phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp

Phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp

Mở đầu

Trong thời đại công nghiệp phát triển hiện nay, đặc biệt là ngành công nghiệp ôtô và công nghiệp sản xuất sử dụng các máy truyền động có sử dụng dầu nhớt đang phát triển rất mạnh mẽ đóng góp vào sự phát triển của thế giới

Cùng với sự phát triển này thì ngành công nghiệp sản xuất dầu nhờn cũng ngày càng có những bước tiến rõ rệt cả về số lượng lẫn chất lượng Điều này đã làm tối ưu các tính năng của các sản phẩm dầu nhờn

Đối với các động cơ hoạt động trong môi trường áp suất cao và độ mài mòn lớn thì vai trò của dầu nhờn càng đóng vai trò đặc biệt quan trọng

Trong nội dung của bài tiểu luận này chúng tôi sẽ trình bày khái quát về hai loại phụ gia : phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp Mặc dù đã nỗ lực và cố gắng hết sức nhưng vì nhiều lý do chủ quan, cũng như khách quan nên không thể tránh khỏi những sai sót Vì thế, chúng tôi rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý của Thầy và các bạn

NHÓM SVTH

MỤC LỤC

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp

Chương 2: Các loại phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp

2.1 Các hợp chất Phôtpho

2.2 Các hợp chất Lưu huỳnh

2.3 Phụ gia chứa Nitơ

2.4 Phụ gia Halogen

2.5 Phụ gia phôtpho – Lưu huỳnh

2.6 Phụ gia Nitơ – Lưu huỳnh

2.7 Phụ gia Phôtpho – Nitơ

2.8 Các hợp chất bôi trơn rắn

Các chất phụ gia chống mài mòn, cực áp phi truyền thống

2.9 Chương 3: Kết luận và hướng phát triển

Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA CHỐNG MÀI MÒN

VÀ PHỤ GIA CỰC ÁP

Các phụ gia EP thường được sử dụng trong các ứng dụng như dầu hộp số trong khi các phụ gia chống mài mòn được sử dụng với các ứng dụng tải nhẹ như các động cơ thủy lực và ô tô

Các loại dầu cực áp dùng trong động cơ có bánh răng hoạt động tốt trong một phạm vi nhiệt độ, vận tốc và kích cỡ thiết bị để giảm tổn hại cho các bánh răng khi khởi động hay dừng động cơ Không giống như các phụ gia AW , phụ gia EP rất ít sử dụng trong dầu động cơ Các hợp chất lưu huỳnh và clo chứa trong chúng

có thể phản ứng với nước và đốt cháy các sản phẩm phụ tạo thành axit tạo điều kiện cho sự ăn mòn của các bộ phận động cơ và vòng bi

Phụ gia EP thường có chứa các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ, phốt pho, clo bao gồm hợp chất phốtpho - lưu huỳnh và lưu huỳnh - phốtpho - bo Chúng phản ứng hóa học với bề mặt kim loại trong điều kiện áp suất cao Trong điều kiện như vậy, các bất thường nhỏ trên bề mặt trượt gây ra chớp cục bộ nhiệt

độ cao (300-1000 ° C) nhưng không có sự gia tăng đáng kể của nhiệt độ trung bình tại bề mặt Các phản ứng hóa học giữa chất phụ gia và bề mặt bị giới hạn trong vùng này

Các chất phụ gia EP ban đầu là các muối chì của axit béo ( xà phòng chì), các hợp chất lưu huỳnh hoạt động (mercaptan) Trong những năm 1950 việc sử dụng xà phòng chì đã được loại bỏ và thay thế bằng các hợp chất kẽm và phốt

Do cấu trúc phân cực, những phụ gia này hình thành các lớp trên bề mặt kim loại bằng cách hấp phụ hoặc hấp thụ hóa học và đảm bảo có mặt ngay lập tức khi

xuất hiện ma sát Nếu chưa xuất hiện hoặc không có màng bôi trơn thủy động sẽ làm nhiệt độ ở nơi tiếp xúc tăng lên và các chất phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp sẽ phản ứng với bề mặt kim loại hình thành các lớp dãy phản ứng hóa học

(Sắt phốt phít, sulfide, sulfat, oxit và cacbua-tùy thộc vào tính chất hóa học của phụ gia) chúng ngăn ngừa sự tiếp xúc giửa các bề mặt kim loại trượt Việc giảm

ma sát và hình thành các lớp trượt này có thể làm phẳng các chổ gồ gề của kim loại bằng các biến dạng dẽo và giảm mài mòn nhờ quá trình hàn siêu nhỏ lần lượt thay

vì quá trình hàn dính thật sự các bề mặt kim loại của các bộ phận chuyển động dưới điều kiện cực áp (do nhiệt độ cao sẽ xảy ra việc hàn dính kim loại)

Sự hình thành các lớp do sự hấp thụ vật lý các chất phân cực như: dầu béo, axit béo và các chất khác chỉ thể hiện tính yếu hoặc cao vừa phải của áp lực Các loại phụ gia này được gọi là các chất hỗ trợ ma sát Hiệu quả và ổn định hơn là các sản phẩm phản ứng hóa học (phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp) Chúng có thể hình thành các lớp của chuỗi phản ứng hóa học

Các chất phụ gia chống mài mòn được thiết kế chủ yếu để giảm mài mòn khi

hệ thống đang chạy và tạo ra ma sát mạnh trong khi phụ gia cực áp có nhiều phản ứng và được sử dụng khi hệ thống áp lực rất cao để ngăn chặn việc hàn các bộ phận chuyển động mà nếu không sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng Thông thường thì phụ gia cực áp sẽ tăng mài mòn do độ phản ứng cao của chúng

Sự khác biệt các chất phụ gia chống mài mòn và cực áp là không rõ ràng Một số phân loại phụ gia chống mài mòn và phụ gia cực áp được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau Và một số có cả hai đặc tính chống mài mòn và cực áp Một số phụ gia cực áp chỉ hiệu quả trong các trường hợp tốc độ thấp và tải trọng cao, một số khác lại chỉ hiệu quả trong trường hợp có tốc độ và nhiệt độ cao

Phụ gia chống mài mòn được thiết kế để tạo màng trên bề mặt ở điều kiện hoạt động bình thường, nhờ đó tỉ lệ hao mòn liên tục được giảm, ăn mòn vừa phải Trong khi phụ gia cực áp sẽ phản ứng nhanh chóng với bề mặt và ngăn chặn điều kiện khắc nghiệt của động cơ như khi mài mòn lớn, kẹt động cơ (scuffing, galling,

và seizure) …Gần đây chúng được yêu cầu đổi tên thành phụ gia antiscuffing vì không có sự phân biệt rõ ràng về áp lực giữa chúng và các phụ gia chống mài mòn, chỉ có khác biệt về sự tăng hiệu suất trong điều kiện tải nặng Phụ gia cực áp có xu hướng phản ứng rất cao, một số còn có tác động xấu đến độ ổn định oxy hóa của dầu, chúng có thể ăn mòn vật liệu kim loại màu và có thể làm giảm thời gian chịu đựng của các bề mặt chịu lực và bề mặt hộp số Chúng chỉ được sử dụng khi gặp

CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI PHỤ GIA CHỐNG MÀI MÒN VÀ PHỤ GIA CỰC ÁP

2.1 Các hợp chất phốt pho

Các chất phụ gia có chứa phốt pho được sử dụng để bảo vệ cho thiết bị làm

ranh giới bôi trơn và bôi trơn thủy động học Không giống như các chất phụ gia bôi trơn lưu huỳnh, nơi hoại động cực áp của chúng phải được cân đối với những yêu

phốtpho thường kiểm soát ăn mòn rất tốt Do sự tham gia khác nhau vào tỉ lệ hình thành màng bề mặt cũng như độ mạnh của màng Chất phụ gia phốt pho không thể thay thế cho chất phụ gia lưu huỳnh trong nhiều ứng dụng và ngược lại Thông thường, phụ gia chứa phốt pho ứng dụng tốt trong các ứng dụng có tốc độ trượt chậm và độ nhám bề mặt cao

Hầu hết tất cả các phụ gia đều là chất trung tính và là dẫn xuất của este phốtphorít axit, kim loại của chúng, muối amin hoặc amit Hỗn hợp này mang tính

Trialkyl và Triarylphosphate đặc trưng tiêu biểu cho các Trieste acid phosphorit trung hòa

những lý do về độc tính nên TCP giống như là o-cresol tự do (ortho methyl phenol)

Những hổn hợp amin trung hòa của các mono este và dialkyl axit phosphorit [6.16] là FZG boosters hiệu quả cao và được sử dụng rộng rãi trong các công thức dầu thủy lực không cặn Một số loại còn biểu hiện tính chất chống ăn mòn bổ sung

Mono ethoxylate và axit dialkylphosphorit phân cực bởi cất trúc ưa nước của chúng, cấu trúc này làm cho tác dụng của chúng hiệu quả hơn

Ngoài ra, các photphit đã được quan tâm nhiều bởi vì sự thủy phân vốn không ổn định của nó trong thực tế đã làm cản trở không gian các chất dẫn xuất như triaryl phosphit và các chuỗi dài trialkyl phosphit Các chất này được sử dụng cho một số ứng dụng

Bên cạnh tính chống mài mòn của chúng, chúng có thể làm sạch lưu huỳnh bằng cách hình thành thiophosphate nếu sử dụng chúng trong các dầu thiết bị

Photphonate & photphine, các dẫn xuất của phosphonic và axit phosphinic, củng được đề xuất như là phụ gia chống mài mòn nhưng ít được sử dụng

2.1.1 Các este phosphate

Chúng đã được sản xuất thương mại kể từ năm 1920 và đóng vai trò quan trọng trong phụ gia bôi trơn, hóa dẻo và là những chất lỏng tổng hợp cơ bản cho máy nén và các loại dầu thủy lực Chúng là este của phenol và rượu với công thức

este có thể được thay đổi đáng kể tùy thuộc vào sự lựa chọn của nhóm thế, và chúng có thể được lựa chọn để đạt được hiệu suất tối ưu cho ứng dụng nhất định EstePhosphate được sử dụng đặc biệt trong các ứng dụng mà chúng mang lại lợi ích về sự ổn định nhiệt độ cao và các thuộc tính chống

cháy tuyệt vời bên cạnh tính chống mài mòn hoàn hảo

Este Phosphate sử dụng phân đoạn nhựa than đá thường được gọi là "tự nhiên" trái ngược với "tổng hợp", nơi nguyên liệu có độ tinh khiết cao được sử dụng Phần lớn các este phốt phát hiện đại là "tổng hợp", chúng sử dụng các vật liệu có nguồn gốc từ hóa dầu Ví dụ, phenol t-butylate được sản xuất từ phenol bằng phản ứng với Butylene

Phản ứng của rượu hoặc phenol với clorua phosphoryl mang lại sản phẩm sơ cấp, chúng thường được rửa, chưng cất, sấy khô, và làm mất màu để mang lại những sản phẩm hoàn thiện Este trialkyl với trọng lượng phân tử thấp, hòa tan trong, đòi hỏi việc sử dụng các kỹ thuật khan Khi hỗn hợp este alkylaryl được sản xuất, các chất phản ứng phenol và rượu được thêm vào một cách riêng biệt.Phản ứng này được thực hiện trong một quá trình từng bước và nhiệt độ phản ứng giữ càng thấp càng tốt để tránh các phản ứng trao đổi nhóm hữu cơ R của một ester với nhóm hữu cơ R rượu diễn ra

Các este phosphate được sử dụng phổ biến nhất cho các tính năng chống mài mòn hiệu quả là tricresyl phosphates (TCP), trixylenyl phosphates (TXP), and tributylphenyl phosphates (TBP)

Tính chất lý, hóa học

Các tính chất vật lý của các este phốt phát thay đổi đáng kể theo sự pha trộn

và loại nhóm thế hữu cơ, trọng lượng phân tử và cấu trúc đối xứng, tất cả là đặc biệt quan trọng Do đó, este phốt phát nằm trong khoảng độ nhớt thấp, chất lỏng hòa tan trong nước, không hòa tan chất rắn nóng chảy cao

Như đã đề cập trước đây, việc sử dụng các este phosphate là chất lỏng cơ bản tổng hợp nhằm chủ yếu là vì khả năng chống cháy tuyệt vời và bôi trơn tốt hơn nhưng bị giới hạn do thủy phân và ổn định nhiệt của chúng, nhiệt độ thấp, và

độ nhớt chỉ mục Trong khi các este phốt phát được sử dụng rộng rãi làm chất phụ

gia chống mài mòn cho dầu bôi trơn, những mối quan tâm về ổn định thủy phân,

ổn định nhiệt, và, tất nhiên tính chống mài mòn đạt yêu cầu quan trọng không kém Trong đó, triaryl phốt phát chiếm ưu thế hơn trialkyl phốt phát, bởi vì sự ổn định nhiệt thủy phân của nó là tốt hơn nhiều

Sự ổn định nhiệt của triaryl phốt phát được coi là tốt hơn của trialkyl este, làm suy giảm nhiệt bởi một cơ chế tương tự như của cacboxylic este :

Với sự liên quan cho sự ổn định thủy phân, este aryl phosphate tốt hơn este alkyl Tăng chiều dài chuỗi và mức độ phân nhánh của các chất dẫn đầu nhóm alkyl cải thiện đáng kể trong sự ổn định thủy phân Tuy nhiên, alkyl và aryl phốt phát có xu hướng dễ bị thủy phân hơn triaryl hoặc trialkyl este

Đặc tính nhiệt độ thấp của este phosphate có chứa một hoặc nhiều nhóm thế alkyl là khá tốt Nhiều triaryl phosphate là chất rắn có điểm nóng chảy tương đối cao Nhưng điểm chảy có thể chấp nhận được có thể đạt được bằng cách dung hổn hợp các thành phần aryl Phân đoạn nhựa than đá được sử dụng để tạo ra các este phosphate tự nhiên là những hổn hợp phức tạp và este ới các điểm chảy đạt yêu cầu

Este Phosphate là những dung môi rất tốt và rất tích cực đối với sơn và các loại vật liệu bít kín, một loạt các chất dẻo và cao su Các este phốt phát thuận lợi ở chỗ chúng tương thích với hầu hết các phụ gia thông thường khác và cho phép được sử dụng như các chất mang cho các chất phụ gia khác, ít hòa tan để tạo ra một phụ gia vữa

2.1.2 Phosphites

Phosphites là các hợp chất phốt-pho hữu cơ chính được sử dụng để kiểm

bỏ hydroperoxides, peroxy, và các gốc alkoxy,làm chậm tối màu của chất bôi trơn theo thời gian, và cũng có thể hạn chế suy thoái quang học

Bên cạnh vai trò quan trọng của chúng như là chất chống oxy hóa, phosphites cũng được tìm ra là chất phụ gia chống mài mòn hữu ích Dyakyl hydro phosphite và diary hydro phosphites là những este trung tính của axit phốt pho Những chất này có hai hình thức cân bằng nhanh chóng: hình thức xetol (RO)2P(=O)H và hình thức axit (RO)2P–O–H Đo lường vật lý chỉ ra rằng chúng tồn tại đáng kể trong các hình thức keto, liên kết trong dimeric hoặc các nhóm trimeric bằng lực liên kết hydro

Trialkyl phosphites và phosphites triaryl là những este phốt pho trung tính hóa trị ba Những vật liệu này là những chất làm sạch, và là chất lỏng di động với mùi đặc trưng

phosphites với trọng lượng phân tử cao có thể được sản xuất

từ các phản ứng trao đổi nhóm hữu cơ R " với nhóm hữu cơ R ' của một trong hai rượu hoặc phenol với trimethyl phosphite theo các điều kiện xúc tác (có tính axit)

Với sự thủy phân xúc tác acid, dyakyl hoặc diaryl-hydro phosphites có thể được sản xuất từ trialkyl hoặc triaryl phosphites như hình dưới đây

Bằng cách tiến hành các phản ứng trên với sự có mặt của các chất nhận hydro clorua như pyridin, sự tách ra của mono-, di-, và trialkyl phosphites là

có thể thực hiện được

Tuy nhiên,với rượu của phản ứng bình thường, sản phẩm chủ yếu là dyakyl hydro photphite Điều này có thể được thực hiện lên đến 85% năng suất, bằng cách thêm PCl3 vào một hỗn hợp methanol và rượu cao hơn ở nhiệt độ thấp Methyl và hydro clorua sau đó được loại bỏ bằng cách nung nóng dưới áp suất thấp trong nồi hơi

Các photphite được sử dụng phổ biến đã có sẵn trên thị trường là dimethyl hydrogen phosphite, diethyl hydrogen phosphite, diisopropyl hydrogen phosphite, dibutyl hydrogen phosphite, bis (2-etylhexyl) hydrogen phosphite, dilauyl hydrogen phosphite, bis (tridecyl) hydrogen phosphite, dioleyl hydrogen phosphite, trisnonylphenyl phosphite, triphenyl phosphite, triisopropyl phosphite, tributyl phosphite, triisooctyl phosphite, tris (2-ethylhexyl) phosphite, trilauryl phosphite, triisodecyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, diphenylisooctyl phosphite,

phenyldiisodecyl phosphite, ethylhexyl diphenyl phosphite, and diisodecyl pentaerythritol diphosphite

Đặc tính lý hóa

Phosphites có xu hướng bị thủy phân khi tiếp xúc với độ ẩm trong không khí hoặc hơi ẩm trong dầu bôi trơn Mức độ thủy phân phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường xung quanh khí quyển, nhiệt độ, và thời gian tiếp xúc Nói chung, phosphites dạng lỏng ổn định hơn so với ở dạng rắn vì giảm diện tích bề mặt có sẵn để nhận hơi ẩm Nhưng thủy phân có thể được hạn chế tối đa nếu các biện pháp phòng ngừa thích hợp, chẳng hạn dùng nitơ khô của khí quyển, kho lạnh, và

sử dụng đệm không thấm, được quan sát Hydro dyakyl phosphites thủy phân ở cả hai dạng có tính axit và dung dịch kiềm thành este monoalkyl và axit phốtpho.Tỷ

lệ thủy phân bình thường giảm khi tăng trọng lượng phân tử.Các este thấp hơn phosphites trialkyl nhanh chóng thủy phân bằng axit, tuy nhiên, chúng tương đối

ổn định trong các dung dịch trung tính hoặc kiềm Nói chung, sự ổn định thủy phân của phosphites trialkyl tăng theo trọng lượng phân tử Khi hydro dyakyl phosphites tồn tại chủ yếu ở dạng keto, chúng có phần khả năng chống oxy hóa và không tạo phức với đồng halogenua Cả hai có những phản ứng đặc trưng của hợp chất phốtpho hữu cơ hóa trị ba Các este này không phản ứng với oxy và lưu huỳnh, nhưng phản ứng khá dễ dàng với Clo và Brôm, cho dyakyl tương ứng phosphorohalidates [(RO)2P(=O) X, X = Cl, Br] Các nguyên tử hydro của hydro dyakyl phosphites có thể thay thế bằng kiềm nhưng không có tính axit trong điều kiện thường Các muối kiềm có thể dễ dàng có thể tạo được bằng phản ứng của ester với các kim loại Ngược lại với các hợp chất gốc, các muối dễ dàng thêm Lưu huỳnh để tạo thành phosphorothioates tương ứng Muối natri của phosphites có thể phản ứng với clo alkyl để sản xuất phosphonates alkyl Các muối phản ứng với

halophosphites để sản xuất pyrophosphites và với clo hoặc brôm để mang lại hypophosphates tương ứng Dyakyl phosphites hydro phản ứng dễ dàng ketone, aldehyde, olefin, và anhydrit, và những phản ứng này được xúc tác các căn cứ và các gốc tự do Đây là loại phản ứng cung cấp một phương pháp tuyệt vời cho việc điều chế phosphonates Lưu huỳnh phản ứng dễ dàng với trialkyl hoặc triaryl phosphites tạo thành trialkyl tương ứng hoặc triaryl phosphorothioates, chúng là phụ gia chống mài mòn rất hữu ích

Phản ứng của các phosphites trialkyl với halogen là một phương pháp tuyệt vời cho hình thành dyakyl phosphorohalidates Acyl Halogenua và halogenua béo

đa chức năng nhất có thể được sử dụng Triisopropyl là châ t cung cấp một biện pháp duy nhất để điều chế phosphonates không đối xứng và diphosphonates bởi vì các sản phẩm phụ isopropyl halogen phản ứng rất chậm và do đó không hoàn tất chung với các phản ứng chính

Ứng dụng và đặc tính hiệu suất

Dyakyl (hoặc diaryl) hydro phosphites , ngoài việc làm tác nhân chống mài mòn tuyệt vời, còn được xem là hình thức hiệu quả nhất của phospho Thích hợp với các momen xoắn cao, vận hành tốc độ chậm Đây là nơi mà quá trình chống mài mòn xảy ra cao nhất và là một trong những giai đoạn quan trọng nhất của hiệu quả cực áp Lưu huỳnh có thể hoàn toàn không có khả năng đưa ra sự bảo vệ trong điều kiện như thế Chỉ có hợp chất mang nguồn gốc phospho nếu có đủ hoạt tính

và nồng độ sẽ có thể giúp đỡ trong điều kiện này Ngược lại, các thành phần phốtpho sử dụng rất ít trong các vận hành tốc độ và va chạm cao

Ở những điều kiện như thế thì các hợp chất mang lưu huỳnh là tuyệt vời

Phosphites dialkyl hoặc diaryl cũng là chất chống oxy hóa mạnh Với dyakyl phosphites , nó đã được gián tiếp quá trình oxy hóa sản sinh ra một anion phosphate có xu hướng hoạt động như một phối tử chuyển tiếp để hình thành thành một oligome sắt (III) phức tạp, đó là một oxit sắt phức tạp tương tự như cơ cấu sau:

Phosphites dyakyl sử dụng rộng rãi trong các loại dầu hộp số, truyền dịch tự động (ATF), và nhiều các ứng dụng khác

Dialkyl Alkyl Phosphonates

2.1.3

Diakyl alkyl phosphonates [R-P (= O) (OR) 2] là hợp chất phốt pho hữu

cơ ổn định có thể trộn lẫn với ether, rượu, và hầu hết các dung môi hữu cơ Bên cạnh đó, chúng được sử dụng làm chất phụ gia trong các dung môi và chất lỏng thuỷ lực ở nhiệt độ thấp, chúng cũng có thể được sử dụng trong khai thác kim loại nặng, trong tách dung môi, phụ gia tiền bốc cháy cho xăng, các tác nhân chống tạo bọt, chất hoá dẻo và chất ổn định Dyakyl alkylphosphonates được chuẩn bị từ một trong hai dyakyl hydro phosphites hoặc trialkylphosphites như mô tả dưới đây (phản ứng Michaelis-Arbusov ):

Về nguyên tắc, sự đồng phân hóa có cấp nhiệt của tất cả các phosphites thành các phosphonates có thể được thực hiện Sự ổn định của các hợp chất này thay đổi đáng kể Tuy nhiên, tùy thuộc theo tính chất của nhóm R, các sản phẩm khác có thể được hình thành trong quá trình gia nhiệt Đối với R = methyl,

sự chuyển đổi xảy ra hoàn toàn ở 2000C trong 18 giờ , nhưng cho R =butyl, hợp chất được ổn định ở 223 °C Một số nhà nghiên cứu tin rằng đồng phân phosphites có thể tồn tại chỉ khi vết tích của phosphonat đã có mặt như một tạp chất

2 1.4 Acid Phosphates

Acid phosphates là chất phụ gia mạnh, hữu ích trong các lĩnh vực chống

mài mòn và EP tương tự như dialkylphosphites

Orthophosphoric (monophosphoric) acid (H3PO4), oxyacid đơn giản nhất của phốt pho, có thể được thực hiện bởi phản ứng phốt pho pentôxít với nước Nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón

Hóa học và sản xuất

Alkyl (aryl) axit phốt phát được làm từ rượu (phenol) và pentôxít phốt pho Nói chung, một hỗn hợp của monoalkyl (aryl) và dyakyl (aryl) phốt phát được sản

Cơ bản mono-hoặc dyakyl (aryl) phốt phát có thể được tổng hợp thông qua nhiều cách và phản ứng khác nhau như mô tả dưới đây:

Tính chất, đặc tính năng suất và ứng dụng

Axit phốtphorit có khuynh hướng thủy phân khi tiếp xúc với môi trường ẩm Mức độ thủy phân phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường xung quanh và thời gian tiếp xúc Hầu hết, axit phốtphorit được đặt ở khí trơ để tránh sự thủy phân Vì thế,

sự tiếp xúc độ ẩm ngẫu nhiên ở nơi các ứng dụng là không thể tránh khỏi Vì thế, axit phosphates không nên dùng

Acid phosphates, được sử dụng như các chất ức chế rỉ sét và phụ gia chống mài mòn Tuy nhiên, chúng không được sử dụng rộng rãi như các dẫn xuất amin

trung hoà của chúng

2.2 Các hợp chất lưu huỳnh

Phụ gia có chứa lưu huỳnh được sử dụng để cung cấp sự bảo vệ cho thiết bị nhằm chống lại tác hại do áp suất cao, sự tiếp xúc giữa kim loại- kim loại trong giới hạn bôi trơn Nhiệm vụ của hàm lượng lưu huỳnh trong phụ gia là làm thay đổi độ lớn của hoạt tính cực áp Phụ gia có hàm lượng lưu huỳnh cao thường là tác nhân cực áp hiệu quả hơn so với phụ gia có hàm lượng luu huỳnh thấp Hàm lượng lưu huỳnh của phụ gia phải được cân đối với việc ổn định nhiệt, không gỉ đối với các hợp kim chứa đồng

Sulfur hóa bằng cách bổ sung các hợp chất lưu huỳnh ( nguyên tố lưu huỳnh, hydro sulfide, mercaptan) vào các hợp chất không bão hòa Hai loại phổ biến nhất

olefin sulfurized và este axit béo sulfurized

sản xuất từ các phản ứng của olefin và este axit béo được tìm thấy trong tự nhiên hoặc được tổng hợp nhân tạo cới các hợp chất lưu huỳnh

Trong điều kiện không có chất khởi đầu, việc bổ sung các olefin đơn giản là bằng cơ chế ái điện tử và theo sau là quy tắc Markovnikov Tuy nhiên, các phản ứng này thường rất chậm hoặc hầu như không thể thực hiện được hoặc đòi hỏi điều kiện rất nghiêm ngặt trừ khi sử dụng một chất xúc tác axit Với sự khởi đầu phản

H2S và mercaptans thêm vào liên kết đôi và ba bằng một ứng bằng một gốc tự do,

cơ chế gốc tự do, và định hướng là chống lại Markovnikov Sản phẩm ban đầu của việc thêm H2S vào liên kết đôi là một mercaptan

Từ trước đến nay, trong thành phần của dầu bôi trơn, lưu huỳnh đã được thêm vào trực tiếp cho dầu khoáng (lên đến 1,5%) để cải thiện tính chịu cực áp (EP) của kim loại làm việc trong chất lỏng Hợp chất hữu cơ lưu huỳnh tan trong dầu được gọi là các chất mang lưu huỳnh Công thức chung R-Sx-R nhằm cải thiện khả năng hòa tan và kiểm soát tốt hơn các phản ứng của lưu huỳnh

Về cơ bản, có thể có sự khác biệt giửa chất mang lưu huỳnh hoạt động và không hoạt động Các loại không hoạt động với các cầu disulfit (x=2) chủ yếu có

được những liên kết C-S tương đối ổn định và chúng chỉ phản ứng khi ở nhiệt độ cao

Còn đối với các chất mang lưu huỳnh hoạt động với x=3-5 (còn gọi là pentasulfit) sẽ phản ứng nhiều hơn cũng giống như các cầu polysulfit là tương đối không bền và nó có thể dể dàng phản ứng ngay ở nhiệt độ thấp

Hơn nữa, rất nhiều chất mang lưu huỳnh với sự phân bố cụ thể của các cầu polysulfid khác nhau (x=1-5) được sử dụng trong toàn bộ các ứng dụng có yêu cầu

áp lực thay đổi

Cơ chế của chất mang lưu huỳnh trong điều kiện cực áp có thể được mô tả như bắt đầu với sự hấp thụ vật lý và tiếp theo đó là sự hấp thụ hóa học, cuối cùng

là sự phân tách của lưu huỳnh và phản ứng của nó trên bề mặt kim loại (hình 6.10)

Chất mang lưu huỳnh hoạt động là phụ gia cực áp tuyệt vời Nó sẽ ngăn chặn hàn dính bề mặt kim loại bằng một loại kiểm soát mài mòn khi các lớp phản ứng tạo trượt bị loại bỏ liên tục dưới tải trọng nặng

Do các phản ứng cao với kim loại màu nên các chất mang lưu huỳnh hoạt động không được sử dụng trong việc gia công của các kim loại màu tương ứng

Khi kim loại màu được đưa vào trong động cơ hoặc các tổ hợp khác Các chất mang lưu huỳnh không hoạt động cần nhiệt độ cao hơn để tạo ra lưu huỳnh tự

do so với các chất mang lưu huỳnh hoạt động Vì thế, chúng tương thích hơn với các kim loại màu và thể hiện một số mức độ chống mài mòn

Trái ngược với trạng thái được biết, các chất mang lưu huỳnh hoạt động với

sự chống mài mòn tốt trong các este không bão hòa hoặc các loại dầu béo như là trimethylol propane trioleate [CH3CH2C(CH2OOC17H33)3]

Do sự phân cực và vì ái lực với bề mặt kim loại được quyết định bởi các chất hữu cơ Sự phân cực gia tăng trong chuỗi hydrocarbon đã sulfur hóa, este, rượu và các axit béo Trong khi đó, với thứ tự này thì sự hòa tan trong dầu gốc khoáng cũng giảm dần

Hydrocarbon được sulfur hóa [6.20] sẽ thu được bằng cách sulfur hóa trực tiếp olefin (VD: di isobutylene, tecpen) với lưu huỳnh sơ cấp trong sự xuất hiện của H2S, phản ứng của chúng với diclodisulfit hoặc oxy hóa mercaptan để thu được disulfit Phương pháp đầu tiên sẽ dẫn đến sản phẩm có hàm lượng lưu huỳnh lên đến 45% Các phương pháp khác sẽ hình thành các chất mang lưu huỳnh không hoạt động Chúng được sử dụng chủ yếu trong các loại dầu bánh răng và chất lỏng

cơ khí nhẹ Pentasulfit được sử dụng cho quá trình gia công nặng như chuốt, đục, khoan