Смазочные материалы

 Полиорганосилоксаны — разновидность  кремнийорганических полимеров  — отличаются малой испаряемостью  и достаточно высокой термической  стабильностью. По вязкостно-температурной  характеристике они превосходят  все другие С. м., но уступают им по смазочному действию. Наиболее термически стабильные полифенилсилоксаны выдерживают нагревание выше 250 °С. Полиметилсилоксаны не застывают при температурах до —100 °С и ниже. Полиорганосилоксаны применяют для смазки малонагруженных узлов трения механизмов и приборов, работающих в широком диапазоне температур. Они используются также в амортизаторах, тормозных и демпферных устройствах, чему способствует высокая сжимаемость полиорганосилоксанов. 

 Галогениды углерода — углеводороды, в молекулах которых атомы водорода замещены на. фтор или фтор и хлор. Отличаются особой стойкостью к O₂, HNO₃, Н₂О₂ и др. химически активным соединениям. Имеют плохую вязкостно-температурную характеристику, высокую испаряемость. Наиболее ценные характеристики имеют перфторалкилполиэфиры (стабилизированные полимеры окиси перфторпропилена). Используют такие С. м. в ядерной и ракетной технике, в химической промышленности, при эксплуатации в условиях высоких температур или в контакте с агрессивными средами. 

 Полиалкиленгликоли — продукты  взаимодействия окиси этилена  или окиси пропилена (и их  смесей) с водой, спиртом, этиленгликолем. Отличаются хорошими вязкостно-температурными  свойствами; не дают отложений  на деталях после разложения  при нагревании. Используют в качестве высокотемпературных смазочных материалов и теплоносителей в бумажной, керамической, стекольной и других отраслях промышленности. В связи с довольно высокой стоимостью, дефицитностью и особенностями свойств потребление С. м. составляет лишь доли процента от масел нефтяных. С развитием техники и усложнением условий смазки применение С. м. расширяется.

Присадки, вещества, добавляемые в малых количествах к топливам и техническим маслам для повышения их эксплуатационных характеристик. Содержание П. в жидких топливах и маслах обычно не превышает сотых или десятых долей % по массе (лишь некоторые П. применяются в концентрациях до 1—2% и более). 

 П. к топливам улучшают  процессы сгорания, способствуют  сохранению начальных свойств  топлива при хранении, транспортировке и использовании, снижают вредное воздействие топлива на механизмы и аппаратуру, облегчают применение топлива при низких температурах и т. д. Наибольшее применение получили антидетонаторы (например, тетраэтил-свинец) — вещества, снижающие детонацию моторных топлив; широко используются также антиокислители (параоксидифениламин, альфа-нафтол и др.), ингибиторы химические, модификаторы, дезактиваторы металла, стабилизаторы, противонагарные и др. П. 

 П. к маслам нефтяным и синтетическим маслам по назначению разделяются на следующие группы: вязкостные, повышающие вязкость и улучшающие вязкостно-температурные свойства; депрессорные, понижающие температуру застывания масел; антиокислительные, предохраняющие масла от окисления кислородом воздуха; противокоррозионные, снижающие разрушение металла под действием агрессивной среды; противоизносные и противозадирные, улучшающие смазочные свойства масел; противопенные; моющие, препятствующие образованию на деталях механизмов твёрдых отложений; многофункциональные, повышающие сразу несколько эксплуатационных характеристик масла. В качестве П. к маслам используются углеводородные и элементоорганические соединения разных типов и классов, в том числе низкомолекулярные поверхностно-активные вещества и полимеры.

Антидетонаторы, химические соединения, добавляемые в небольших количествах (менее 1%) к моторным топливам для улучшения их детонационной стойкости. Наиболее известны следующие А.: тетраэтилсвинец (ТЭС) Pb (C₂H₅)₄, тетраметилсвинец Pb (CH₃)_4, метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганец CH₃C₅H₄Mn (CO)₃, пентакарбонилжелезо Fe (CO)₅. Из всех известных А. широко применяется только ТЭС в виде этиловой жидкости. В состав этого А. вводят один или несколько так называемых «выносителей свинца» (бромистый этил, дибромэтан, дибромпропан), которые при сгорании образуют со свинцом летучие соединения, легко удаляемые из камеры сгорания. Моторные топлива, содержащие ТЭС, называются этилированными. Они обладают повышенной токсичностью; при работе с ними необходимо соблюдать меры предосторожности.

Антиокислители, антиоксиданты, ингибиторы окисления, природные или синтетические вещества, способные тормозить окисление органических соединений. Окисление углеводородов, спиртов, кислот, жиров и др. кислородом воздуха представляет собой цепной процесс. Цепи превращений осуществляются с участием активных свободных радикалов — перекисных (RO₂), алкоксильных (RO), алкильных (R). Для реакций окисления характерно увеличение скорости в ходе превращения (автокатализ). Это связано с образованием свободных радикалов при распаде промежуточных продуктов — гидроперекисей и др. Механизм действия наиболее распространённых А. (ароматические амины, фенолы, нафтолы и др.) состоит в обрыве реакционных цепей: молекулы А. взаимодействуют с активными радикалами с образованием малоактивных радикалов. Окисление замедляется также в присутствии веществ, разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). Роль таких А. состоит в уменьшении скорости образования свободных радикалов. Эффективные А., будучи добавлены в небольшом количестве (0,01—0,001%), уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого периода времени (период торможения, индукции) продукты окисления не обнаруживаются. В практике торможения окислительных процессов большое значение имеет явление синергизма, состоящего во взаимном усилении эффективности действия А. в их смеси либо в присутствии веществ, не являющихся А. 

 А. широко применяют на  практике. Окислительные процессы  приводят к порче ценных пищевых  продуктов (прогорканию жиров,  разрушению витаминов), потере механической прочности и изменению цвета полимеров (каучук, пластмассы, волокно), осмолению топлива, образованию кислот и шлама в турбинных и трансформаторных маслах и др. Для увеличения стойкости пищевых продуктов, содержащих жиры и витамины, используют природные А. — токоферолы (витамины Е), нордигидрогваяретовую кислоту и др. — и синтетические А. — пропиловый и додециловый эфиры галловой кислоты, бутилокситолуол (ионол) и др. Осмоление топлив резко замедляется при добавлении незначительных количеств А. (0,1% и менее); к таким А. относятся параоксидифениламин, альфа-нафтол, различные фракции древесной смолы и др. К смазочным маслам и консистентным смазкам добавляют следующие А. (1—3% ): параоксидифениламин, ионол, трибутилфосфат, диалкилдитиофосфат цинка (или бария), диалкилфенилдитиофосфат цинка и др.

Ингибиторы химические, вещества, тормозящие разнообразные химические реакции; находят широкое применение для предотвращения или замедления нежелательных процессов, например коррозионного разрушения металлов, окисления топлив, смазочных масел и пищевых продуктов, полимеризации, старения полимеров (см. Стабилизаторы полимерных материалов) и др. Характерной особенностью И. х. является эффективность их в малых концентрациях — от тысячных долей % до нескольких %. Эффективность ингибирования зависит от природы И. х. и характера ингибируемой реакции, а также от количества И. х., времени его введения в реакционную среду, температуры, содержания других веществ, влияющих на эффективность ингибитора. 

 Ингибиторы коррозии вводят  в коррозионно-активную среду  для защиты металлов от коррозии. Ингибиторы коррозии относятся  к наиболее эффективным средствам  борьбы с коррозией и находят  широкое применение при травлении  металлов с целью удаления  окалины, для защиты энергетического оборудования, при добыче и переработке нефти и газа, в промышленном и бытовом водоснабжении, в охладительных системах промышленного оборудования и транспортных средств (двигатели внутреннего сгорания), для защиты от атмосферной коррозии изделий машиностроения, при гидроиспытаниях и т. д. Широко используют И. х. для защиты деталей машин и приборов во время межоперационного хранения, консервации и транспортировки. Защитное действие ингибиторов коррозии определяется их способностью изменять кинетику электрохимических реакций, обусловливающих коррозионный процесс. В зависимости от того, какую из электрохимических реакций сильнее тормозят ингибиторы коррозии, они делятся на анодные, катодные и смешанные. К анодным ингибиторам коррозии относятся, например, такие окислители, как хроматы и нитриты, широко применяемые в промышленности (авиационной, химической, нефтеперерабатывающей и т. д.). При действии этих И. х. металл переходит в устойчивое, пассивное состояние. В качестве катодных ингибиторов коррозии применяют соли мышьяка и висмута, а также различные органические соединения, повышающие перенапряжение водорода на металле. Катодными ингибиторами коррозии могут служить также вещества, поглощающие катодные деполяризаторы; в частности, для защиты котельной аппаратуры применяют гидразин или сульфит натрия, связывающие растворённый в воде кислород. В зависимости от природы коррозионной среды различают ингибиторы коррозии для кислых, нейтральных и щелочных сред, а также ингибиторы атмосферной коррозии. Для защиты от атмосферной коррозии, например, широкое распространение получили так называемые летучие ингибиторы, пары которых адсорбируются на поверхности металла. Широко распространённый и эффективный метод применения ингибиторов атмосферной коррозии — введение их в упаковочные материалы. Для защиты чёрных металлов применяют нитрит дициклогексиламмония (НДА), карбонат циклогексиламмония (КЦА), смеси мочевины или гексаметилентетрамина (уротропина) с нитритом натрия (УНИ); для защиты чёрных металлов в сочетании с цветными — соли нитро- и динитробензойной кислот с аминами. С целью предотвращения коррозии металлов И. х. вводят также в топлива, масла, смазки и полимерные покрытия. В масла и смазки добавляют окисленные нефтепродукты, нитрованные масла, сульфонаты, амины, нитриты и др.; в полимерные покрытия — хроматы, нитрованные масла и др. 

 Ингибиторы окислительных реакций  тормозят окисление молекулярным  кислородом; они добавляются к  топливам, маслам и смазкам для  замедления их окисления при  хранении и в процессе применения. Содержание в топливах и маслах некоторых металлов оказывает каталитическое действие на окисление и снижает эффективность И. х. Для устранения этого влияния в топлива вводят так называемые дезактиваторы металлов, например салицилидены, образующие с металлами нереакционноспособные комплексы. В качестве ингибиторов окислительных реакций используют главным образом фенолы, ароматические амины и некоторые сернистые соединения. Например, в бензины добавляют фенил-n-aминофенол, 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (техническое название тонанол-О) и др. И. х., вводимые с той же целью в смазочные масла, обладают обычно сложной химической природой и, помимо повышения стойкости к окислению, улучшают также и ряд других эксплуатационных характеристик масел. 

 Ингибиторы окисления пищевых  продуктов — природные или  синтетические вещества, задерживающие  окисление жиров и жиросодержащих  продуктов. Примерами таких ингибиторов  являются известные с глубокой  древности пряности — тимьян, шалфей, тмин и т. п., которые придают продуктам приятный запах и ингибируют их окисление (прогоркание). Природные ингибиторы, из которых наиболее известны токоферолы, содержатся во многих натуральных жирах и маслах, однако теряются при их рафинировании; поэтому в рафинированные жиры и масла обычно вводят И. х. Для этих целей используют, например, природные продукты — сырое хлопковое или соевое масла (в концентрациях до 5%), или же синтетические продукты, например нетоксичные сложные эфиры галловой кислоты — этил- и пропилгаллаты, ионол (3,5-ди-трет-бутил-4-окситолуол), а также многие фенолы и амины (например, для предохранения от окисления льняного масла). Действие И. х. в этих случаях может усиливаться другими веществами, например лимонной и аскорбиновой кислотами. 

 Ингибиторы полимеризации задерживают  или замедляют полимеризацию  мономеров (а также олигомеров) при их хранении или перегонке.  Ингибиторы полимеризации должны  предохранять не только от  спонтанной полимеризации, но  и от окисления кислородом  воздуха. Ингибиторами полимеризации являются сера, фенолы, таннин, канифоль, соли меди и др.