Aditivos de Lubrificantes

Aditivos

Produtos qumicos adicionados aos leos lubrificantes para conferir-lhes certas propriedades especiais ou melhorar algumas j existentes, porm em grau insuficiente especialmente quando o leo submetido a condies severas de trabalho;

Classificao dos aditivos:

a) Aqueles que modificam certas caractersticas fsicas, tais como ponto de fluidez, espuma e ndice de viscosidade;

b) Aqueles cujo efeito final de natureza qumica, tais como inibidores de oxidao, detergente, agente EP e outros.

Tipos de Aditivos

Detergentes; Dispersantes; Antioxidantes; Antidesgaste; Melhoradores de IV; Agentes de extrema presso Agentes de oleosidade; Antiespumantes

Detergentes

Materiais desse tipo so geralmente molculas com uma longa cadeia de hidrocarbonetos, que um grupo oleoflicocom a finalidade de solubilizar o composto na base fluida, e um grupamento polar, que atrada para as partculas contaminantes no lubrificante;

Aditivos usados comercialmente: sulfonatos (naturais ou sintticos, fosfatos, fenatos, etc.)

Aditivo - Detergente/Dispersante

Dispersantes:

So usados em para contaminantes particulados e em subprodutos de oxidao insolveis no leo. So grupos de hidrocarbonetos.

Esses aditivos se combinam com os produtos de oxidao e com aspartculas de sedimentos, mantendo-as em suspenso.

Os dispersantes so muito usados em leos para motores a gasolina, diesel, a gs, e em lubrificao de pistes aeronuticos.So tambm usados em fluidos de transmisso e em lubrificantes para engrenagens.

Aditivo - Detergente/Dispersante

Sem aditivo Com aditivo

Ao detergentedispersante

Antioxidantes

A oxidao do leo se correlaciona com a formao de perxidos orgnicos.

O grau de oxidao funo da temperatura, tempo de exposio, catalisador, contato com o ar e as prprias caractersticas intrnsecas do lubrificante.

As reaes de oxidao pode ser acelerada ou atmesmo provocada, quando se tem a presena de ons metlicos: Cu, Fe, Cr, Ti, Mn, Co, etc,

Aditivo Anti-oxidante

Reao qumica em cadeia provocando a oxidao do lubrificante

Reao qumica em cadeia provocando a oxidao do lubrificante

Mecanismos qumico do processo de oxidao

Passivadores de Metais

Finalidade: combater os efeitos da atividade dos ons metlicos.

Atuam em sinergia com os antioxidantes formando uma pelcula inativa protetora sobre as superfcies metlicas.

Principais passivadores: Toliltriazol, Benzotriazol, Dimercaptotiodiazol, Mercaptobenzotiazol.

Toliltriazol

Benzotriazol

Dimercaptotiodiazol2,5 - dimercapto 1,3,4 - tiadiazol (DMcT)

2-Mercaptobenzotiazol

Agentes Antidesgaste (AW)

O contato metal-metal pode ser prevenido adicionando-se compostos que formam um filme protetor entre as superfcies, tanto por adsoro fsica como por reao qumica.

O composto qumico mais utilizado para a finalidade de antidesgaste tem sido a familiado Ditiofosfato de Zinco.

Aditivos de Extrema Presso

Previne soldagem das superfcies em contatoe desgaste, quando h grandes solicitaes.

Atua na lubrificao limite. Sua estrutura polar permite formar camadas

sobre o metal (adsoro ou quimisoro).

Aditivo anti-desgaste usado em pressesmoderadas.

Aditivo EP usado em altas presses.

A severidade determinada pelo fator carga experimentado pelo aditivo e a temperatura na qual o aditivo funciona.

Altas cargas requerem agentes EP e cargas moderadas, agentes anti-desgaste.

Assim importante considerar ambos a carga e as temperaturas que oequipamento estar sujeito a fim de selecionar os agentes anti-desgaste e EP.

Agentes anti-desgaste so comumente usados em leos para motores, fluidos de transmisso automtica, fluidos hidrulicos.

Agentes EP so usados em leos para engrenagens, outros fluidos transmissores de fora, fluidos absorvedores de choque. So normalmente suplementados com aditivos anti desgaste para fazer formulaes efetivas a baixas temperatura se condies de carga mais brandas.

ANTI DESGASTE X EXTREMA PRESSO (EP)

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Compostos de enxofre e fsforo

Diaquilditiofosfato de zinco(ZnDTP). O grupo alquila influencia na reatividade

(EP/AW desempenho) Alm de excelente aditivo EP e AW, o ZnDTPs

so eficiente antioxidantes.

Compostos de enxofre Adicionado a leo mineral (1,5%) para melhor EP

propriedades.

Enxofre ativo e inativo. Tipos inativos possuem relativa estabilidade das

ligaes C-S que reagir somente a elevadastemperaturas.

Tipos ativos so mais reativos e atuam at mesmo embaixas temperaturas. Devido a sua alta reatividadecom metais no ferrosos eles no podem ser usadosna usinagem destes metais principamente quandoestes foram incorporados a motores e acessrios.

Reao de clivagem do enxfre

QuimisoroAdsoro fsica

Superfcie polar do metal

S

R

S

R

S S

RR

S S

R R

Mecanismo de atuao do Enxofre

Aditivo EP - Extrema Presso

leo com fsforo

Ferro

Carga pesada

Fosfeto de ferro

Inibidores de Corroso (anticorrosivos)

Protegem as superfcies metlicas contra a ao do oxignio, umidade e produtos agressivos (cido).

A velocidade de ataque aumenta na presena de gua e impurezas polares.

leos com estes aditivos formam uma camadaprotetora que inibe a corroso

As moleculas do aditivos so adsorvidas pelasuperficie formando uma camada hidrofbica.

Principais inibidores: ditiofosfatos metlicos, ditiocarbonatos metlicos , terpenos sulfurados e terpenos fosfo-sulfurados

Aditivo Inibidor de Corroso (Antiferrugem)

gua

SuperfcieMetlica

Pelcula lubrificante com aditivo

gua

gua

gua

gua

gua

gua

gua

Antiespumantes

Efeitos indesejveis: aumenta a oxidao, danosde cavitao, transporte de leo insuficiente.

Causas: tenso superficial do leo, presena de substancias ativas.

Tipos: espuma interna e espuma de superfcie: Interna: bolhas de ar finamente dispersas no lubrificante, estalibilizada

pelos antiespumantes.

Superficie: controlada por antiespumantes. Os antiespumantes no sosolveis porm so dispersados em pequenas particulas o que permite a sua ao.

Aditivo Anti-espumante

Bolha de ar

Ao do Aditivo

Baixa viscosidade do leo produz espuma com grandes bolhas que tendem a quebrar Rapidamente. Por outro lado, leos de alta viscosidade geram espumas estveis que contem bolhas pequenas e difceis de quebrar.

Exemplos de antiespumantes

Silicones Atuam em baixas concentraes: 1 a 100 mg/kg. Desvantagem: facilmente removido do lubrificante devido

sua insolubilidade e forte afinidade por superficies metlicas polares.

Melhoradores de ndice de Viscosidade

A principal funo dos melhoradores de viscosidade minimizar asVariaes da viscosidade com a temperatura.

So normalmente polmeros orgnicos.

A baixas temperaturas as molculas de polmeros ocupam um pequeno volume. Assim no h praticamente nenhum efeito.

A altas temperaturas as cadeias se expandem como conseqncia da energia trmica. Isso aumenta a associao do polmero com o leo, por causa do aumento da rea superficial, resultando num efetivo aumento da viscosidade.

ndice de Viscosidade (IV)

Temperatura Viscosidade

Aditivo Melhorador do IV(ndice de Viscosidade)

Diminuidores do Ponto de Fluidez

Evitam o congelamento do leo a baixas temperaturas.

Formam uma pelcula protetora na superfcie dos cristais de parafina.

Bons aditivos podem abaixar o ponto de fluidez em at 40 0C.

Produtos (polmeros): polimetacrilatos, poliacrilamidas, copolmeros de vinil carboxilato-dialcoil-fumaratos.

Aditivos Efeito produzido na base

Agentes antidesgaste (AW)

So os que amenizam os efeitos do atrito, reagem quimicamente com as superfcies metlicas amenizando o desgaste por absoro fsica ou reao qumica.

Antioxidante So aditivos utilizados para neutralizao do ataque de cidos e do oxignio. Esse aditivo faz uma barreira entre as superfcies metlicas.

Detergentes, dispersantes

So os compostos qumicos que eliminam os radicais orgnicos e decompem os perxidos formados em reao cataltica dos lubrificantes. So usados para solubilizar os compostos na base fluida e envolver as partculas contaminantes nos lubrificantes, evitando sua juno.

Antiespumantes So aditivos que adicionados aos lubrificantes, evitam o surgimento de bolhas de ar no sistema.

Aditivos extrema presso (EP)

O aditivo EP envolve um ataque qumico sobre as superfcies, por consequncia da elevada presso, velocidades de deslizamento e temperatura, evitando o gripamento e reduzindo o atrito.

Diminuidores do ponto de mnima fluidez

Consiste em evitar o congelamento do leo a baixas temperaturas. Evitam o processo de cristalizao da frao de parafina presente no leo base.

Tabela 2.2 Principais aditivos e sua funo.

Mtodos de Teste para avaliar lubrificantes

FZG equipamento

Formulao de leos automotivos

Tipo de Aditivo Dosagem (%)

Detergentes 2 10

Antioxidantes e inibidores de corroso 0,4 2

Melhorador de IV 0,5 10

Redutores de ponto de fluidez 0,1 1

Agentes EP 5 10

Antiespumantes 0,0002 0,08

Antiferrugem 0,1 1

Agente controlador do odor 0,001 0, 005

Agente de oleosidade 0,1

Fim da aula!!!