Synthetisches Öl - Synthetic oil
Synthetisches Öl ist ein Schmiermittel, das aus chemischen Verbindungen besteht, die künstlich hergestellt werden. Synthetische Schmierstoffe können mit chemisch modifizierten Erdölkomponenten anstelle von ganzem Rohöl hergestellt werden , können aber auch aus anderen Rohstoffen synthetisiert werden. Das Ausgangsmaterial ist jedoch immer noch überwiegend Rohöl, das destilliert und anschließend physikalisch und chemisch modifiziert wird. Der tatsächliche Syntheseprozess und die Zusammensetzung der Additive sind im Allgemeinen ein Geschäftsgeheimnis und variieren von Hersteller zu Hersteller.
Synthetisches Öl wird bei extremen Temperaturen als Ersatz für erdölraffinierte Öle verwendet. Flugzeugstrahltriebwerke , beispielsweise erfordern die Verwendung von synthetischen Ölen, während Flugzeugmotoren Kolben nicht. Synthetische Öle werden auch beim Metallstanzen verwendet, um im Vergleich zu herkömmlichen Produkten auf Erdöl- und Tierfettbasis Umwelt- und andere Vorteile zu bieten. Diese Produkte werden auch als „ölfrei“ oder „ölfrei“ bezeichnet.
Typen
Voll
Einige "synthetische" Öle werden aus Basisöl der Gruppe III hergestellt , einige aus Gruppe IV. Einige aus einer Mischung aus beidem. Mobil verklagte Castrol und Castrol setzte sich durch den Nachweis durch, dass ihr Basisöl der Gruppe III so weit verändert wurde, dass es als vollsynthetisch eingestuft wurde. Seitdem hat API alle Verweise auf Synthetic in ihrer Dokumentation zu Standards entfernt. „Vollsynthetisch“ ist ein Marketingbegriff und keine messbare Qualität.
Gruppe IV: PAO
Poly-α-Olefin (Poly-α-Olefin, PAO) ist ein unpolares Polymer, das durch Polymerisieren eines Alpha-Olefins hergestellt wird. Sie werden als API-Gruppe IV bezeichnet und sind eine 100% synthetische chemische Verbindung. Es handelt sich um eine spezielle Art von Olefin (organisch), die als Grundstoff bei der Herstellung einiger synthetischer Schmierstoffe verwendet wird. Ein Alpha-Olefin (oder α-Olefin) ist ein Alken, bei dem die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung am α-Kohlenstoffatom beginnt, dh die Doppelbindung befindet sich zwischen den Kohlenstoffen Nr. 1 und Nr. 2 im Molekül.
Gruppe V: Andere Kunststoffe
Grundöle der Gruppe V werden von API als jede andere Art von Öl außer Mineralölen oder PAO- Schmiermitteln definiert.
Ester sind die bekanntesten synthetischen Stoffe der Gruppe V, die zu 100 % synthetische chemische Verbindungen sind, die aus einem Carbonyl neben einer Etherbindung bestehen . Sie werden durch die Reaktion einer Oxosäure mit einer Hydroxylverbindung wie einem Alkohol oder Phenol abgeleitet . Ester leiten sich normalerweise von einer anorganischen Säure oder organischen Säure ab, in der mindestens eine -OH-(Hydroxyl)-Gruppe durch eine -O-Alkyl-( Alkoxy )-Gruppe ersetzt ist, am häufigsten von Carbonsäuren und Alkoholen. Das heißt, Ester werden durch Kondensieren einer Säure mit einem Alkohol gebildet.
Viele chemisch unterschiedliche "Ester" werden aufgrund ihrer Polarität und normalerweise ausgezeichneten Schmierfähigkeit aus verschiedenen Gründen entweder als "Additive" oder "Grundstoffe" für Schmierstoffe verwendet.
Synthetisches Öl aus Polyalkylenglykol (PAG)
Industrie PAG
Die Begriffe Polyalkylenglykol und Polyglykol werden austauschbar verwendet.
Synthetische Schmierstoffe machen etwa 4% des Schmierstoffmarktes aus. PAGs machen etwa 24 % des Marktes für synthetische Schmierstoffe aus.
Ethylen ist der Grundrohstoff, der zur Herstellung der synthetischen Schmieröle Polyglykole verwendet wird. Bei der Reaktion von Ethylen und Propylen mit Sauerstoff erhält man Ethylenoxid und Propylenoxid, aus denen durch Polymerisation die Polyalkylenglykole hergestellt werden. Polyalkylenglykole werden normalerweise hergestellt, indem Ethylenoxid (EO) und/oder Propylenoxid (PO) mit einem Alkohol oder Wasser kombiniert werden.
Das Mischungsverhältnis zwischen EO und PO sowie der in der chemischen Struktur gebundene Sauerstoff beeinflussen das Verhalten von Polyglykolen entscheidend. In der Getriebeindustrie werden überwiegend Polyglykole mit einem EO/PO-Verhältnis von 50:50 bis 60:40 verwendet, die ein sehr ähnliches Verhalten zeigen. Die Polyglykole dieser Zusammensetzung werden im Allgemeinen auch als wasserlösliche Polyglykole bezeichnet.
Polyalkylenglykol-Grundöle werden durch die Reaktion eines Alkohols mit einem oder mehreren Alkylenoxiden gebildet: Propylenoxid sorgt für Wasserunlöslichkeit, Ethylenoxid sorgt für Wasserlöslichkeit.
PAG-Eigenschaften
PAGs bieten Eigenschaften wie: hohe Schmierfähigkeit, Polarität, niedrige Traktionseigenschaften, hoher Viskositätsindex, kontrollierte Abschreckgeschwindigkeiten, gute Temperaturstabilität und geringer Verschleiß. Sie sind sowohl in wasserlöslicher als auch in wasserunlöslicher Form erhältlich.
PAG verwendet
PAGs werden häufig in Abschreckflüssigkeiten, Metallbearbeitungsflüssigkeiten, Getriebeölen, Kettenölen, Schmiermitteln in Lebensmittelqualität und als Schmiermittel in HFC-Hydraulik- und Gaskompressoranlagen verwendet. PAG-Schmierstoffe werden von den beiden größten US-Luftkompressor-OEMs in Schraubenkompressoren verwendet. PAG-Öle unterschiedlicher Viskositätsklassen (normalerweise entweder ISO VG 46 oder ISO VG 100) werden häufig als Kompressorschmierstoffe für Kfz-Klimaanlagen mit Kältemitteln mit niedrigem GWP verwendet.
PAG-Vorteile
PAGs sind in einer Vielzahl von Viskositätsklassen und Additivpaketen für eine Vielzahl von Anwendungen erhältlich. Einige PAG-Eigenschaften wie die Wasserlöslichkeit werden normalerweise nicht von anderen synthetischen Schmiermitteln wie Polyalphaolefinen (PAO) bereitgestellt.
PAGs verhindern die Bildung von Schlamm und Lack bei hohen Temperaturen. PAGs haben Viskositätsindizes, die höher sind als PAOs.
In großen Getrieben ergab PAG-Schmierstoff eine geringere Reibung als PAO-Schmierstoff.
PAG-Öle sind polar, was bedeutet, dass sich auf allen beweglichen Metallteilen leicht ein Ölfilm bildet, der den Anlaufverschleiß reduziert.
PAGs können in hohem Maße biologisch abbaubar sein, insbesondere die wasserlöslichen PAGs.
PAG-Nachteile
PAGs sind nicht kompatibel mit Mineralölen, den meisten Dichtungen, Farben, Lacken.
Kompatibilität mit PAG-Siegel
PAG ist normalerweise mit FKM- Fluorelastomermaterialien und VMQ (Vinylmethylsilikon) Silikonkautschuk kompatibel .
PAG wirkt als Lösungsmittel und löst und entfernt das mineralische Fett, das langsamere Bewegungen, Luftlecks verursacht und den Betrieb von 4-Wege-Ventilen stoppen kann.
Naturkautschuk, Buna-N und die meisten herkömmlichen Dichtungen sind mit PAG-Ölen unverträglich, insbesondere mit Mineralfett beschichtete Dichtungen. PAG-Öle können ein Schrumpfen oder Anschwellen von Dichtungen verursachen, was zu einer starken Leckage oder einem Festfressen der Dichtung führen kann. Pneumatische Druckluftzylinder und 4-Wege-Ventile verwenden üblicherweise Buna-N-Gummidichtungen, die mit Mineralfett beschichtet sind.
Halbsynthetisches Öl
Halbsynthetische Öle (auch "synthetische Mischungen" genannt) sind eine Mischung aus Mineralöl und synthetischem Öl, die entwickelt wurden, um viele der Vorteile von vollsynthetischem Öl ohne die Kosten zu haben. Motul stellte 1966 das erste halbsynthetische Motorenöl vor .
Auch Schmierstoffe mit synthetischen Grundölen unter 30 %, aber mit Hochleistungsadditiven aus Estern können als synthetische Schmierstoffe bezeichnet werden. Im Allgemeinen wird das Verhältnis des synthetischen Grundbestands verwendet, um Warencodes zwischen den Zollanmeldungen für steuerliche Zwecke zu definieren.
Andere Basisöle helfen bei halbsynthetischen Schmierstoffen
Basisöle der API-Gruppe II- und API-Gruppe III-Typen helfen bei der Formulierung wirtschaftlicherer halbsynthetischer Schmierstoffe. Mineralölvorräte vom Typ API-Gruppe I-, II-, II+- und III werden häufig in Kombination mit Additivpaketen, Leistungspaketen und Ester- und/oder API-Gruppe IV-Poly-alpha-Olefinen verwendet, um Halböle zu formulieren - Gleitmittel auf synthetischer Basis. Grundöle der API-Gruppe III werden manchmal als vollsynthetisch angesehen, aber sie werden immer noch als mineralische Grundöle der höchsten Stufe eingestuft. Ein synthetisches oder synthetisiertes Material ist eines, das durch Kombinieren oder Zusammenbauen einzelner Einheiten zu einer einheitlichen Einheit hergestellt wird. Synthetische Grundöle wie oben beschrieben sind künstlich hergestellt und auf eine kontrollierte Molekularstruktur mit vorhersagbaren Eigenschaften zugeschnitten, im Gegensatz zu mineralischen Grundölen, die komplexe Mischungen natürlich vorkommender Kohlenwasserstoffe und Paraffine sind.
Leistung von synthetischem Öl
Zu den Vorteilen der Verwendung synthetischer Motorenöle gehören eine bessere Viskositätsleistung bei niedrigen und hohen Temperaturen bei extremen Betriebstemperaturen, besserer (höherer) Viskositätsindex (VI) sowie chemische und Scherstabilität. Dies trägt auch dazu bei, den Verlust durch Verdunstung zu verringern. Es dient der Beständigkeit gegen Oxidation, thermischer Zersetzung und Ölschlammproblemen und verlängerten Ölwechselintervallen , mit dem Vorteil für die Umwelt, dass weniger Altölabfälle erzeugt werden. Es bietet eine bessere Schmierung bei extremer Kälte. Die Verwendung von synthetischen Ölen verspricht möglicherweise eine längere Motorlebensdauer mit überlegenem Schutz gegen "Asche" und andere Ablagerungen in Motor-Hot-Spots (insbesondere in Turboladern und Kompressoren) für weniger Ölabbrand und verringerte Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Öldurchgangsverstopfung. Die Leistung von Automobilen wird verbessert, da die Leistung und das Drehmoment aufgrund des geringeren inneren Widerstands des Motors netto gesteigert werden. Darüber hinaus kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden – 1,8 bis 5 % wurden in Flottentests dokumentiert. Untersuchungen haben ergeben, dass Synthetik etwa 47% besser abschneidet als normales Öl.
Synthetische Motorenöle sind jedoch wesentlich teurer (pro Volumen) als Mineralöle und weisen potenzielle Zersetzungsprobleme in bestimmten chemischen Umgebungen (vorwiegend im industriellen Einsatz) auf.