Jedni je chválí, jiní zatracují. Tak by se dal charakterizovat současný pohled na tzv. teflonové přísady do olejů u laické i odborné veřejnosti. Zdroj: Ing. Lubomír Tresner (Ekolube s.r.o.)
Jedni je chválí, jiní zatracují. Tak by se dal charakterizovat současný pohled na tzv. teflonové přísady do olejů u laické i odborné veřejnosti. Zdroj: Ing. Lubomír Tresner (Ekolube s.r.o.)
Jedni je chválí, jiní zatracují. Tak by se dal charakterizovat současný
pohled na tzv. teflonové přísady do olejů u laické i odborné veřejnosti.
PTFE - polytetrafluorethylen (Teflon®) byl objeven dr. Plunkettem z
firmy Du Pont již v roce 1938 jako bílý voskovitý prášek, který díky
svým vynikajícím vlastnostem nalezl velmi rychle uplatnění v mnoha
oborech. V mazivech se začal vyskytovat ve větší míře zhruba před
čtyřiceti lety, a to jako složka plastických maziv a doplněk olejů. Asi
před třiceti lety využilo několik firem na světě velmi obratně jeho
dobrou pověst v tribologii a začali ve velkém vyrábět a úspěšně prodávat
teflonové suspenze do automobilových olejů. Přesto, že deklarované
vlastnosti u těchto výrobků byly přinejmenším přehnané, nelze tyto
suspenze jako celek úplně deklasovat. Pomineme-li pro tuto chvíli
nezastupitelnou úlohu PTFE jako zpevňovadla některých speciálních
plastických maziv, jehož kladné efekty jsou neoddiskutovatelné, můžeme
nastínit jeho funkci a vlastnosti v olejových disperzích.
Mikročástice PTFE v oleji (o velikosti 0,2 - 15 µm podle způsobu
aplikace) mají prakticky stejnou nebo velmi podobnou funkci jako již
dříve známá a hojně používaná tuhá maziva na bázi MoS2 nebo grafitu.
Stejně jako např. grafit se i PTFE váže ke znečištěnému kovovému povrchu
pouze fyzikálně! Pevnost jeho vazby tedy závisí pouze na dokonalosti
mechanické apretace do mikroreliéfu kovové kluzné plochy, ať už je
teflon "aktivován" nebo ošetřen předtím jakkoli. Na rozdíl od starších
kluzných materiálů má však některé přednosti: především je naprosto
odolný vůči chemikáliím a rozpouštědlům, je inertní k olejům, není
hygroskopický, má nejnižší koeficient tření (pod 0,01) ze všech známých
látek, je odolný vůči teplotám v intervalu - 70° C do + 260° C, přičemž
je tuhý asi do 320°C! Má nepřilnavý kluzký povrch, odpuzující vodu a
nečistoty, výborné mazací a protioděrové vlastnosti.
Těmito vlastnostmi je teflon přímo předurčen k použití v mazivech.
Přesto, že se stále hovoří o přísadách do olejů, nejsou disperze PTFE
v oleji přísadami v pravém slova smyslu. Přísada jako taková je
většinou chemická látka, která mění chemické i fyzikální vlastnosti jak
oleje, tak kluzného povrchu. Její přesná dozace a vyvážená kombinace
různých druhů chemických látek v přísadě je naprosto zásadní pro
zachování kvality a vlastností oleje po celou dobu jeho životnosti.
Disperze PTFE v oleji však naprosto neovlivňují užitné vlastnosti
výchozího oleje ani jeho chemismus! Olej zde slouží pouze jako nosič
částic teflonu a jeho dopravce na mazanou kluznou plochu. Zde dochází
pomocí fyzikální adsorpce k navázání částic PTFE na kovový povrch a
jejich zaleštění do reliéfu kluzné plochy. Teflonové částice zde
vytvářejí nehomogenní film, který jednak vyrovnává mikroreliéf třecích
ploch, a také chrání kluzné plochy v případě vzniku mezního tření (start
motoru, rozběh zařízení, kdy vzniká až 80 % veškerého opotřebení!).
Tento efekt však u čistého PTFE přetrvává pouze po dobu do výměny takto
ošetřené olejové náplně nebo krátce po aplikaci náplně nové, již
neošetřené.
Z výše uvedeného vyplývá, že teflonové přísady si neberou za cíl
vylepšit olej, ale kluzný povrch. Ten pak neklade na mazací olej zdaleka
tak vysoké nároky. Mazací olej není tolik namáhán termooxidačními
produkty a otěrem, proto vydrží po delší dobu v dobré kondici.
To se plně potvrdilo testy na několika plnorozměrných motorech a
převodovkách, které byly provedeny u nezávislé zkušebny.
Testy probíhaly po dobu jednoho roku v kombinovaných provozních
podmínkách na terénních automobilech. Pro ošetření byla použita disperze
čistého teflonu, kterou obsahuje standardní přísada Ekolube pro
ošetření motorového a převodového oleje.
Na grafu č. 1 je patrné snížení trendu opotřebení u benzinových automobilových motorů, po aplikaci 10% přípravku Ekolube Motor do motorového oleje a to v průměru o 30 %. Výrazně se snížila intenzita termooxidačních reakcí i celkového znečištění oleje, což vedlo ke zpomalení jeho stárnutí až o 50 %! To má přímou souvislost se snížením produkce kovových otěrových částic v oleji a omezením vzniku lokálních přehřevů oleje v důsledku separace povrchů a úpravy mikroreliéfu povrchu kluzných ploch částicemi PTFE. Po dobu aplikace přípravku bylo rovněž prokázáno snížení spotřeby benzínu a motorového oleje. Jako přechodný efekt (po dobu cca 6 000 km) bylo zjištěno zvýšení výkonu motoru a značná redukce obsahu CO ve výfukových plynech.
Graf č. 2 znázorňuje snížení trendu tvorby otěrových kovů v převodovém ústrojí sledovaných vozidel po aplikaci 10% přípravku Ekolube Gear do převodového oleje. Z grafu je patrné, že pro aplikaci v převodech mají teflonové přísady ještě větší opodstatnění, neboť produkce otěrových kovů klesla v průměru až o 70 %!
Jako novinku v této oblasti lze označit teflonovou suspenzi vylepšenou částicemi nitridu bóru, vyráběnou firmou Ekolube s.r.o. od r.2008. Hexagonální nitrid bóru (hBN) má sám o sobě velmi dobré tribologické vlastnosti a v kombinaci s teflonem vykazuje synergii, takže směs těchto látek v určitém poměru má ještě lepší užitné vlastnosti v mazacím oleji než samotný teflon. Zásadní pro tuto oblast je skutečnost, že výrazně napomáhá k udržení částic teflonu na kovové kluzné ploše (má pro Teflon® tzv. smáčivý efekt) a zvyšuje jeho koeficient tepelné vodivosti. Tento přídavek velmi jemných částeček nitridu boru k částicím teflonu významně zvyšuje trvanlivost a únosnost mazacího filmu vytvořeného z tohoto fluoropolymeru. Podle provedených testů lze jednoznačně tvrdit, že kombinace PTFE a hexagonálního nitridu bóru ve všech směrech předčí svými tribologickými vlastnostmi i taková tuhá maziva jako je grafit a MoS2 nebo i jejich směsi.
Porovnání tribologických vlastností klasických tuhých maziv a kombinace PTFE a hBN
Solid lubricant |
Falex Wear (teeth) |
Falex Extreme Pressure (lbs) |
Falex Calculated Coeficient of Friction |
Four Ball Extréme Pressure Weld (kg) |
Four Ball Extréme Pressure Weld LWI (kg) |
Four Ball Wear Scar LWI 40kg. (mm) |
Diluted to 1% Solid in base oil |
ASTM D-2670 |
ASTM D-3233 |
Falex Method |
ASTM D-2783 |
ASTM D-2783 |
ASTM D-4172 |
None-Base Oil |
Failed Break In |
750 |
0,159 |
126 |
17,2 |
1,06 |
Graphite |
78 |
1250 |
0,123 |
160 |
18,7 |
0,855 |
Molybdenum Disulfide |
8 |
4375 |
0,114 |
250 |
24,3 |
0,805 |
PTFE |
10 |
4250 |
0,094 |
200 |
27,6 |
0,89 |
Boron Nitrid (hBN) |
9 |
4500 |
0,105 |
200 |
25,9 |
0,76 |
PTFE+hBN |
6 |
4500 |
0,092 |
400 |
38,4 |
0,74 |
Tabulka přehledně dokumentuje značné posílení protioděrových, protizadíracích i vysokotlakých vlastností tuhých maziv přítomných v oleji zejména pak u směsi PTFE a hBN při standardních strojních zkouškách.
Výrazný rozdíl v opotřebení při velmi tvrdých nestandardních podmínkách zkoušky na ČKS ukazují obrázky:
Závěrem lze říci, že ať už jsou obecné názory na tento typ přísad jakékoli, má jejich použití jistě své opodstatnění. Zejména v případech, kdy olejem mazané konstrukční prvky nejsou zrovna nejdokonaleji vyrobeny nebo jsou již opotřebením zvětšeny jejich optimální tolerance, případně jsou-li zatěžovány extrémními výkony či vlivy, s nimiž nebylo při konstrukci počítáno. To platí nejen u automobilů, ale i u strojního zařízení. Všude tam lze použitím těchto přípravků výrazně prodloužit životnost, dobu do generální opravy a snížit náklady na energie a údržbu zařízení.
Ing. Lubomír Tresner
Ekolube s.r.o.