Час читання: ~7 хв

Синтетичні оливи: види, властивості і застосування в автомобільній галузі

Автор матеріалу: Олег Тимошенко

Синтетичні оливи отримують синтезом із мономерів, а не простим очищенням нафтових фракцій. Найпоширеніша база синтетичних моторних олив - поліальфаолефіни (ПАО), але існують і складні ефіри, полігліколі, силіконові та інші синтетичні оливи. Кожен клас має свої сильні сторони: високий індекс в'язкості, низьку температуру застигання, стійкість до високих температур і малу випаровуваність. Головний недолік - вища ціна, тож застосовувати синтетику доцільно там, де її переваги справді потрібні.

Що таке синтетичні оливи

Синтетичні моторні оливи зазвичай виготовляють на основі поліальфаолефінів (ПАО), але існують і інші бази. Ними можуть бути полімери або олігомери, отримані синтезом із різних мономерів. Жодна синтетична олива не є настільки універсальною, як мінеральна, проте окремі синтетичні оливи мають дуже високі показники, за якими перевершують будь-яку мінеральну: дуже високий індекс в'язкості, знижену температуру застигання, підвищену стійкість до високих температур і деформацій зсуву, знижену випаровуваність або вищу температуру спалаху. Такі оливи мають тривалий термін служби, але кожну з них слід застосовувати в умовах, де вона може розкрити свої переваги.

Практично єдиний, але суттєвий недолік синтетичних олив - ціна: за даними джерела, вони у 2-3 рази і більше дорожчі за мінеральні.

Класифікація синтетичних олив

Властивості синтетичних олив залежать від їх хімічної будови, тому вона і стала основним критерієм класифікації:

  • вуглеводневі оливи - на основі поліальфаолефінів, ізопарафінових вуглеводнів і алкілбензолу;
  • оливи на основі ефірів - ефірів двоосновних кислот і первинних спиртів (наприклад, ізооктиловий ефір себацинової кислоти), ефірів поліолів, поліфенілових ефірів, полігліколевих ефірів (наприклад, поліалкіленгліколі), ефірів фосфорної кислоти;
  • силіконові оливи;
  • фторвмісні ефірні оливи.

У межах класу синтетичні оливи можуть відрізнятися мономерним складом і властивостями. Наприклад, поліальфаолефіни отримують із бутену, 1-децену тощо, а до молекул силіконових рідин можуть входити ланки диметилсилоксану та/або метилфенілсилоксану. Найбільше відрізняються властивості різних полігліколів і поліефірів, тому можна говорити лише про загальні характеристики класів. До того ж виробники зазвичай дають своїм продуктам технічні, а не хімічні назви, тож за торговою назвою не завжди можна судити про властивості оливи.

Поліальфаолефінові оливи (ПАО)

Оливи на основі ПАО (наприклад, KIXX PAO) широко поширені: за даними джерела, на них припадає близько 30% усіх синтетичних олив. Вони мають універсальні мастильні властивості, зберігають їх у широкому діапазоні температур і протягом тривалого часу, мають високий індекс в'язкості, не спричиняють корозії металу, не утворюють нагару і відкладень, не руйнують прокладки та ущільнення і добре змішуються з мінеральними оливами.

ПАО найчастіше використовують для виготовлення всесезонних моторних і трансмісійних олив, гідравлічних рідин, а також індустріальних олив для холодильних установок, компресорів та інших систем, що працюють з великими навантаженнями за високих температур. Їх застосовують і як моторні оливи для потужних середньообертових суднових і тепловозних дизелів. За даними джерела, серед синтетичних олив цей тип найдешевший.

Оливи групи III і суперечка про "синтетику"

Ринок ПАО пройшов тривалий шлях розвитку, і їхні продажі зростали, попри вищу ціну порівняно з мінеральними оливами, - спершу в Європі, потім у Північній Америці. Частково це пояснюється постійним зростанням вимог до мастильних матеріалів.

У міру зростання ринку ПАО деякі виробники базових олив почали отримувати мінеральні оливи з індексом в'язкості, близьким до ПАО, - базові оливи групи III, які виробляють глибокою гідрообробкою нафтової сировини (зокрема побічних продуктів депарафінізації). Ці оливи не синтезують із малих молекул, як традиційні синтетичні матеріали, але вони заповнили нішу між мінеральними оливами і дорожчими синтетичними. Після цього багато європейських виробників мастильних матеріалів почали замінювати ПАО в синтетичних моторних оливах базами групи III.

Це спричинило дискусію в галузі: частина виробників вважала справжніми синтетичними оливами лише полімеризовані бази. У 1999 році Національний відділ реклами (NAD) Ради кращих бізнес-бюро США ухвалив рішення, яке дозволило називати оливи на базі групи III синтетичними. Найважливіша ніша, де оливам групи III складно конкурувати з ПАО, - низькотемпературні продукти, наприклад арктичні мастила з дуже низькою температурою застигання.

Алкілароматичні оливи

Ці оливи найчастіше виробляють з алкілбензолу. Джерело виділяє два продукти:

  • алкілбензол із низьким індексом в'язкості - застосовують у суміші з нафтеновою оливою для компресорів холодильних установок;
  • діалкілбензол з вищим індексом в'язкості, близьким до парафінових і ПАО-олив, і добрими низькотемпературними характеристиками - використовують для арктичних олив і олив для двотактних двигунів.

Полігліколеві оливи (PG)

За стандартом DIN 51502 полігліколеві оливи позначають PG. Їх властивості залежать від вихідних мономерів і молекулярної маси. Полігліколі застосовують у гальмівних і гідравлічних рідинах, рідинах для металообробки та мастилах для навантажених передач промислових машин. Як моторні оливи їх зазвичай не використовують: за даними джерела, у присутності продуктів згоряння палива вони корозійно активні. Більшість полігліколів погано змішуються або не змішуються з мінеральними оливами. Переваги - високий індекс в'язкості, стійкість до високих навантажень, а з відповідними присадками - добра стійкість до окиснення і високих температур. За даними джерела, температура спалаху полігліколевих олив перевищує 220 °C, а температура застигання нижча за -30 °C.

Складноефірні оливи (E)

Оливи на основі органічних складних ефірів (за DIN 51502 - E) - велика група синтетичних олив, яку часто використовують у реактивній авіації. За даними джерела, вони мають високий індекс в'язкості (до 180), температуру застигання нижче -50 °C, низьку займистість і малу випаровуваність (тиск насиченої пари близько 1 мбар за 205 °C). В автомобільній галузі складні ефіри використовують як компоненти мінеральних і ПАО-олив для підвищення індексу в'язкості та поліпшення низькотемпературних властивостей, а іноді й самостійно - як моторні оливи для дизелів або мастила для передач за низьких температур.

Ефіри фосфорної кислоти (PH)

За DIN 51502 ці оливи позначають PH. Вони важкозаймисті, а в зонах інтенсивного тертя і високих температур утворюють фосфатну плівку, що зменшує тертя і захищає поверхні від зносу і задирів. Оливи цього класу змішуються з мінеральними та іншими синтетичними оливами, тому їх застосовують і самостійно, і як компоненти. Сфери застосування - компресори, негорючі гідравлічні рідини, протизношувальні присадки.

Силіконові оливи (SI)

За DIN 51502 силіконові оливи позначають SI. Вони хімічно інертні та термостійкі: за даними джерела, руйнуються за температур понад 300 °C, мають температуру спалаху близько 300 °C, температуру застигання нижче -50 °C, малу випаровуваність, дуже високий індекс в'язкості (близько 300) і не схильні до піноутворення. З мінеральними оливами не змішуються. Їх застосовують як спеціальні компресорні оливи, гідравлічні та електроізоляційні рідини. За оцінкою джерела, силіконові оливи приблизно в 10-100 разів дорожчі за мінеральні.

Фторвмісні ефірні оливи (FK)

За DIN 51502 їх позначають FK. Основні переваги - хімічна інертність, негорючість, висока стійкість до окиснення і підвищених температур, відмінні діелектричні властивості. Недоліки - порівняно низький індекс в'язкості і висока температура застигання. Ці оливи застосовують у холодильній техніці та установках, де олива контактує з киснем чи іншими агресивними речовинами. Їх вартість, за даними джерела, у сотні разів перевищує вартість мінеральної оливи.

Синтетичні оливи в автомобільній галузі

Із великої кількості синтетичних олив для автомобільних продуктів широко застосовують лише кілька видів - насамперед ПАО, оливи групи III і складні ефіри. Деякі нафтові компанії випускають власні синтетичні бази з дуже добрими характеристиками, що дає змогу виготовляти продукти, які перевищують вимоги найсуворіших специфікацій. Обирати оливу для конкретного двигуна слід за допуском і класом в'язкості, рекомендованими виробником.

Пов'язані матеріали

Товарні групи TESMA