Синтез и исследование функциональных свойств комплексных полифункциональных присадок

Когда запальная проволока  не погружается в испытуемый продукт, в тигель добавляют 0,2-0,3 г масла, не содержащего фосфора.

2.4. Крышку бомбы завинчивают  рукой и осторожно при помощи регулировочного вентиля наполняют бомбу кислородом до давления 3,5-4 МПа (35-40 кгс/см²), затем закрывают впускной вентиль бомбы, вентиль баллона, отключают кислородопроводную трубку от бомбы, и закрывают резьбовыми пробками отверстия в крышке бомбы, ведущие к впускному и выпускному вентилям. Наполненную кислородом бомбу погружают в воду для проверки герметичности. При выделении из бомбы пузырьков кислорода её вынимают из воды и добиваются герметичности, после этого дополняют бомбу кислородом и вновь её погружают в воду.

2.5. К наружным клеммам  бомбы подключают провода, соединённые  с источником тока, и замыкают  на 1-2 с цепь электрического тока. При замыкании сгорает запальная  проволока и испытуемый продукт.  Признаком сгорания продукта  служит нагревание корпуса бомбы. Для охлаждения бомбу выдерживают 10 мин в воде, после извлечения бомбы из воды её вытирают, устанавливают в подставку, прикреплённую к столу, и осторожно открывают выпускной клапан таким образом, чтобы давление газа в бомбе упало до атмосферного не раньше, чем через 5 мин. Если после замыкания цепи электрического тока корпус бомбы не нагрелся или после отвинчивания крышки бомбы обнаружено неполное сгорание испытуемого продукта, испытание считают недействительным и его повторяют.

2.6. Раствор из бомбы вместе с тиглем переносят в стакан, тщательно, при помощи промывалки, промывают все внутренние части бомбы дистиллированной водой, собирают все промывные воды (не более 150 см³) в тот же стакан.

2.7. В стакан с содержимым, полученным по п. 2.6, приливают 10 мл азотной кислоты и нагревают до кипения, затем раствор охлаждают до температуры окружающей среды и количественно переносят в колбу вместимостью 250 см³. Если при нагревании в растворе наблюдается осадок, его необходимо отфильтровать через бумажный фильтр, собирая фильтрат в ту же колбу. После фильтрования осадка фильтр промывают дистиллированной водой, а промывные воды присоединяют к фильтрату.

2.8. К полученному раствору  в колбе последовательно приливают  20 см³ 0,25%-ного раствора ванадиевокислого аммония и 20 см³ 5%-ного раствора молибденовокислого аммония, каждый раз тщательно, вручную, перемешивая содержимое колбы. Дистиллированной водой объём раствора в колбе доводят до метки, перемешивают и выдерживают 30 мин.

2.9. Затем определяют  оптическую плотность раствора по п. 1.3.

В качестве раствора сравнения  применяют 150 см³ дистиллированной воды, проведённой через все стадии, указанные в пп. 2.7 и 2.8. Если интенсивность окраски испытуемого раствора превышает показания шкалы фотоэлектроколориметра, то из колбы берут часть раствора и разбавляют его в два-четыре раза.

3. Обработка  результатов.

3.1. По полученной оптической  плотности испытуемого раствора  на градуировочном графике находят  содержание фосфора в растворе  в мг на 1 см³ раствора.

3.2. Содержание фосфора в испытуемом  продукте (Х) в процентах вычисляют  по формуле 

Х = (С*V*100)/m,

где С – содержание фосфора в 1 см³ испытуемого раствора, определённое по градуировочному графику, мг;

V – объём испытуемого раствора (при колориметрировании разбавленного раствора объём испытуемого раствора умножают на коэффициент разбавления), см³;

m – масса навески испытуемого продукта, мг.

3.3. За результат испытания  принимают среднее арифметическое  результатов двух последовательных  определений. 

3.4. Допускаемые расхождения между  двумя параллельными определениями  содержания фосфора не должны  превышать значений величин, указанных  ниже:

при содержании фосфора: до 0,1% – не  более 0,02%; свыше 0,1% до 0,5% – не более 10% относительно величины меньшего результата; свыше 0,5% – не более 5% относительно величины меньшего результата.

Метод определения сульфатной золы (ГОСТ 12417-73)

Настоящий стандарт распространяется на нефтяные масла с присадками, присадки и устанавливает метод  определения сульфатной золы.

Сущность метода заключается  в выпаривании или сжигании навески  испытуемого образца до получения  углистого остатка, превращении  металлических составляющих присадок в сульфат путем обработки  серной кислотой, прокаливании его  и доведении до постоянной массы.

Для присадок и масел  с присадками, содержащих свинец и  ванадий, необходимо проводить предварительную  минерализацию влажным способом.

1. Подготовка к испытанию

1.1. В тигли или чашки наливают разбавленную соляную кислоту и кипятят несколько минут, затем ополаскивают дистиллированной водой и 10 мин прокаливают в муфельной печи при 775±25°С. Затем тигель на воздухе охлаждают 5 мин и переносят в эксикатор.

1.2. После охлаждения в эксикаторе в течение 30 мин тигли взвешивают с точностью до 0,0002 г. Прокаливание, охлаждение и взвешивание повторяют до получения расхождения между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,0004 г.

1.3. Перед испытанием пробу перемешивают 5 мин в сосуде, заполненном не более чем на ¾ объема, а затем процеживают через металлическую сетку. Масла, вязкость которых при 50°С более 60 сСт, предварительно нагревают до 50-60°С.

2. Проведение испытания

2.1. В тигель помещают навеску испытуемого продукта, подготовленного по п. 1.3, в количестве, указанном в табл. 38.

Таблица 38

Содержание сульфатной золы, %	Навеска, г	Точность взвешивания, г
От 0,02 до 0,1 Св. 0,1 до 0,5 Св. 0,5 до 2,0 Св. 2,0	20 10 5 1	0,1 0,05 0,02 0,005

При содержании сульфатной золы более 2 % 1 г испытуемого продукта разбавляют 9 г минерального масла.

2.2. Тигель с навеской испытуемого продукта нагревают на плитке до тех пор, пока в тигле не останутся углистый остаток и зола.

Одновременно через  холодильник пропускают воду, охлаждая часть тигля, которая расположена  над асбестовой пластинкой, предупреждая воспламенение выпариваемого продукта и переливание его через край тигля.

При отсутствии воспламенения  выпариваемого продукта и переливания  его через край тигля допускается  выпаривать продукт без охлаждения. В испытуемый продукт, склонный к пенообразованию, перед нагреванием добавляют 1-2 мл изопропилового спирта. Если этого окажется недостаточно, к маслу прибавляют 10 мл смеси бензола и изопропилового спирта в соотношении 1:1.

2.3. Допускается сжигать навеску испытуемого продукта с применением фитиля из беззольного бумажного фильтра. При сжигании навески с применением фитиля из бумажного беззольного фильтра подготовку, обезвоживание и сжигание до получения углистого остатка проводят по ГОСТ 1461-75.

2.4. Обработка углистого остатка серной кислотой.

2.4.1. Углистый остаток в тигле полностью смачивают, добавляя по каплям концентрированную серную кислоту, и осторожно нагревают на электроплитке до прекращения выделения паров и получения сухого остатка. Затем тигель помещают в муфельную печь, предварительно нагретую до 775±25°С, 1,5-2 ч прокаливают остаток до полного озоления.

2.4.2. После прокаливания окисленного остатка в муфельной печи тигель охлаждают 5 мин на воздухе, затем 30 мин в эксикаторе, после чего взвешивают и доводят до постоянной массы по п. 1.2.

Для масел с присадками и присадок, содержащих цинк, для достижения постоянной массы взвешивание тигля с содержимым необходимо проводить три-четыре раза.

2.4.3. При разногласиях, возникших в оценке качества продукции, и по требованию заказчика применяется двукратная обработка углистого остатка серной кислотой по п. 2.4.4.

2.4.4. Углистый остаток смачивают несколькими каплями концентрированной серной кислоты и осторожно нагревают на электроплитке до прекращения выделения паров. Затем тигель помещают в муфельную печь, нагретую до 550±25°С, прокаливая до полного озоления остатка. После этого тигель охлаждают до комнатной температуры, добавляют 2-3 капли дистиллированной воды и 5-10 капель разбавленной серной кислоты, смачивая всю золу. Тигель осторожно нагревают на электроплитке до прекращения выделения паров. Далее тигель помещают в муфельную печь, предварительно нагретую до 775±25°С, на 25-30 мин.

Охлаждение и взвешивание  прокаленного остатка осуществляют по п. 2.4.2.

2.5. Минерализация нефтяных масел с присадками и присадок, содержащих соединения  свинца и ванадия.

2.5.1. В колбу Кьельдаля или стакан берут 2 г испытуемого продукта с точностью 0,002 г и добавляют 10 мл концентрированной серной кислоты. Колбу накрывают небольшой воронкой (стакан закрывают часовым стеклом), нагревают до кипения, прибавляя каплями азотную кислоту по стенкам колбы (стакана) до появления бурых паров, и продолжают нагревание до кипения, пока не прекратится выделение бурых паров и не начнется выделение белых паров серного ангидрида. Эту операцию продолжают до тех пор, пока окраска раствора не станет светло-желтой. Затем содержимое колбы (стакана) охлаждают и при непрерывном перемешивании прибавляют по каплям 10 %-ный раствор перекиси водорода до удаления следов органического продукта.

2.5.2. Содержимое колбы (стакана) переносят в тигель, предварительно доведенный до постоянной массы, смывая остатки в колбе разбавленной серной кислотой. После полного выпаривания и удаления паров серного ангидрида  тигель помещают в муфельную печь, нагретую до температуры 550±25°С, и прокаливают остаток в тигле до полного озоления, далее по п. 2.4.2.!

3. Обработка результатов

3.1. Содержание сульфатной золы (Х) в процентах вычисляют по формуле:

Х = ((m₂ - m₁) ∙ 100) / m,

где m – навеска испытуемого продукта, г;

      m₁ – масса чистого тигля, г;

      m₂ – масса тигля с сульфатной золой, г.

3.2. При применении фитиля из беззольного фильтра в формулу вносят поправку на массу золы бумажного фильтра (берется по этикетке на фильтре в граммах).

3.3. За результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.

Допускаемые расхождения  между результатами параллельных определений  не должны превышать величин, указанных в табл. 39.

 

Таблица 39

Содержание сульфатной золы, %	Допускаемые расхождения
До 1,0 Св. 1,0	0,04 абс. % 4 отн. % от среднего  арифметического

4. Обсуждение результатов

Основным объёктом нашего исследования является моторное масло  М-10 Г₂ К по ГОСТ 8581-78. Как следует из названия этого масла, по эксплуатационным свойствам оно относится к группе «Г» и предназначено для смазывания высокофорсированных дизельных двигателей типа «Камаз». Поэтому масло М-10 Г₂ К должно обладать высокими антиокислительными, противоизносными, антикоррозионными, моюще-диспергирующими, а также нейтрализующими свойствами. Исходя из этого, для приготовления данного масла нами была подобрана композиция индивидуальных присадок, сочетание которых и должно придать получаемому продукту указанные свойства. Эта композиция состоит из: антиокислительной присадки Lz-1395, среднещелочных детергентов С-150 и Lz-6589 G, беззольного дисперсанта С-5А и антипенной присадки ПМС-200А.

После подбора состава  композиции индивидуальных присадок был проведен расчёт необходимого содержания каждого её компонента в получаемом масле. Данный расчёт проводился по показателям щелочное число и содержание цинка (см. экспериментальную часть).

Таким образом, в результате подбора состава композиции и  расчёта содержания её компонентов в масле М-10 Г₂ К нами была разработана независимая рецептура приготовления данного масла на основе индивидуальных присадок.

Ниже приведено описание каждого компонента данной композиции.

Диалкилдитиофосфат  цинка Lz-1395

придаёт маслу высокие  антиокислительные, антикоррозионные, и противоизносные свойства. Антиокислительное действие данной присадки основано на разрушении пероксидов, образующихся в процессе окисления масла, а противоизносные свойства ей придаёт наличие серы.

Среднещелочная сульфонатная присадка С-150

обладает моющими, антикоррозионными  и нейтрализующими (за счёт наличия  СаСО₃ и Са(ОН)₂) свойствами.

 

 

 

 

 

Среднещелочной фенат Lz-6589 G