Polyalkylen glykoly (PAG) mají několik vlastností, které jsou ceněné u mazadel a po léta jsou v tomto průmyslu využívány. Vlastnosti jako výborná kluzkost a vysoký index viskozity je učinily populárními základními surovinami pro výrobky, jako jsou průmyslové oleje pro převodovky a brzdové kapaliny.
Polyalkylen glykoly (PAG) mají několik vlastností, které jsou ceněné u mazadel a po léta jsou v tomto průmyslu využívány. Vlastnosti jako výborná kluzkost a vysoký index viskozity je učinily populárními základními surovinami pro výrobky, jako jsou průmyslové oleje pro převodovky a brzdové kapaliny.
mají několik vlastností, které jsou ceněné u mazadel a po léta jsou v tomto průmyslu využívány. Vlastnosti jako výborná kluzkost a vysoký index viskozity je učinily populárními základními surovinami pro výrobky, jako jsou průmyslové oleje pro převodovky a brzdové kapaliny.
PAG (polyalkylen glykoly) mají ale také jednu
velkou nevýhodu - relativně nízkou odolnost proti oxidaci - toto jim
zabraňovalo proniknout do nejširší produktové kategorie v průmyslu,
olejů pro automobilové motory.
V současné době doufají německá
výzkumná organizace a americký chemický gigant v to, že tuto bariéru
prolomí. BAM Federal Institute for Materials Research and Testing
(Federální institut pro výzkum a testování materiálů BAM) a společnost
Dow Chemical tvrdí, že vylepšili odolnost proti oxidaci PAG pomocí
kombinace změn ve zpracování a aditivní technologie. Po úspěšném
testování budou s oleji pro automobilové motory PAG tento rok prováděny
pokusy v terénu a komercializace by mohla proběhnout do dvou let.
"Jedná se o něco, co se posunulo za vědeckou nebo výzkumnou fázi až do
fáze demonstrace", řekl Mathias Woydt, vedoucí subdivize BAM pro
tribologii a ochranu proti opotřebení, při rozhovoru pro časopis
Lubes’n’Greases. "Pokud půjdou věci tak, jak očekáváme, budou výrobci
vozidel používat v továrnách motorové oleje s polyalkylen glykoly v
horizontu dvou let.
Woydt, který studoval PAG takřka dvě dekády, řekl, že mají slabou
odolnost proti oxidaci; při použití u olejů do převodovek jsou
dostatečně stabilní, aby umožnily delší intervaly výměny a zvládaly
vyšší pracovní teploty. Problém je, řekl Woydt, že v minulosti se u
automobilových klikových skříní za těžkých podmínek výkonnost ztrácela.
PAG se nedokázaly vyrovnat odolnosti proti oxidaci minerálních olejů a
nedokázaly poskytnout intervaly výměn požadované výrobci původního
zařízení.
Podle Woydta dokázali BAM a Dow Chemicals najít slabinu
během minulé dekády. Od roku 2005 do roku 2006, pomocí série pěti
výzkumných projektů financovaných Evropskou unií a Německem, objevili,
že změna ve výrobním procesu by mohla vytvořit PAG s vylepšenou
odolností proti oxidaci. Navíc výzkumní pracovníci vyvinuli chemická
aditiva, která pomohla u PAG dále vylepšit stabilitu proti oxidaci.
"Od té doby jsme je dále vylepšili a teď alespoň dosahují
odolnosti proti oxidaci polyalfaolefinů," řekl Woydt s odkazem na jiný
typ syntetické základní suroviny, která se běžně používá pro tvorbu
vysoce výkonných mazadel, včetně motorových olejů.
Na konferenci
OilDoc ve městě Rosenheim v Německu, v lednu, řekl Woydt, že motorové
oleje vytvořené pomocí dvou PAG společnosti Dow - propylen glykol
monobutyl etheru a polybutylen glykol monobutyl etheru - převyšují v
laboratorní zkoušce TOC odolnosti proti oxidaci výkonnost 3. třídy. Toto
odpovídá intervalu výměny pro více než 30 000 km v turbodieselových
motorech sfiltry pevných částic. Řekl, že v silničních testech poskytl
stejný olej přijatelný výkon sintervaly výměny vyššími než 40 000 km.
Společnost
Dow poskytla PAG pro vykonanou práci a vyvinula aditivní technologii
pro použití s nimi. Společnost Dow odmítla diskutovat změnu ve
zpracování nebo zveřejnit informace o aditivech.
Dokážou-li tedy PAG
splnit očekávání odolnosti proti oxidaci, přinesou spoustu výhod.
Kombinace excelentní mazivosti a vysoké přilnavosti ke kovu znamená, že
tyto kapaliny dokážou snížit tření, přičemž chrání pohyblivé součásti
před opotřebením. Woydt řekl, že jako výsledek je možné používat PAG pro
tvorbu motorových olejů při nižších viskozitách, než by bylo možné při
použití minerálních olejů při udržení přijatelně nízké odparnosti.
Na setkání OilDoc prezentoval Woydt výsledky testů, v nichž
motorové oleje PAG vykazovaly až 3-procentní zlepšení ve spotřebě
pohonných hmot v porovnání s 5W-30 olejem vytvořeným na základě PAO.
Dodal, že ostatní testy ukázaly, že snižování tření u PAG je zvláště
silné, když motory běží na prázdno, což znamená především zlepšení pro
spotřebu pohonných hmot při ježdění po městě.
"Spotřeba pohonných
hmot je v současné době pro OEM (výrobce původního zařízení) velmi
důležitá," řekl Woydt. "Většina z toho, s čím se snažil průmysl
zabývající se výrobou maziv pomoci, je výroba lehčích olejů. Myslím, že
je zřejmé, že se dostávají k hranicím toho, jak nízko se mohou dostat
pomocí minerálních olejů. Ale s PAG mohou snižovat viskozitu ještě
dále." Řekl, že PAG umožní výrobcům vytvářet 5W-5 oleje, které stále
ochraňují motory. Tím ,že jsou řidší než oleje typu 5W-30 nebo 5W-20,
vytvářely by oleje typu 5W-5 méně tření a tím tak snižovaly spotřebu
pohonných hmot.
"Společnost Dow věří, že unikátní vlastnosti
pokročilých mazadel na bázi PAG umožňují zlepšení spotřeby pohonných
hmot i při stejné viskozitě při vysokých teplotách/vysokém namáhání jako
tradiční, běžné a syntetické motorové oleje," řekl Chuck Carn, globální
strategický marketingový manažer pro výrobu mazadel ve společnosti Dow.
"Dow navíc věří, že unikátní vlastnosti jejich chemického složení
umožňují velmi vysoký index viskozity - přes 220 - nízkoviskozní
motorové oleje s velmi nízkou odparností a spotřebou olejů. Věříme, že
se jedná o unikátní hodnoty, které mohou nabídnout 2-5ti procentní
zlepšení spotřeby v závislosti na výrobě, OEM a referenčním oleji, bez
negativního dopadu na výdrž motoru."
Woydt řekl, že další změna díky
PAG je to, že vyžadují odlišná aditiva a méně aditiv než minerální
oleje při tvorbě motorových olejů. Například, PAG mají tak vysoký index
viskozity, že potřebují jen malé nebo vůbec žádné vylepšení viskozity.
Je také možné vytvořit PAG motorový olej, který neobsahuje kov a popel.
Ve výsledku by PAG motorové oleje neotravovaly technologie pro kontrolu
emisí tak, jako kapaliny na bázi minerálních olejů, které obsahují
aditiva proti opotřebení, zejména zinek dialkyldithiofosfát.
PAG mohou také poskytnout excelentní čerpatelnost při nízkých
teplotách, řekl Woydt, a testy prokázaly, že jsou netoxické k vodním
živočišným druhům a podléhají biologickému rozkladu podle evropských
norem. K tomuto datu nebyly na trh uvedeny žádné motorové oleje na bázi
PAG, řekl Woydt. On a společnost Dow si ale nepředstavují jen nějaké
malé použití.
"Toto je něco, co OEM výrobci požadují, protože to
chtějí," řekl. Komercializace "by mohla začít díky jedné nebo dvěma
společnostem, které je budou používat v jednom modelu, ale jakmile
uvidí, že PAG motorové oleje fungují, myslím, že spousta OEM výrobců je
začne používat ve více modelech.
Představitelé společnosti Dow zněli ještě více nadšeně.
"Trh s automobilovými mazadly tvoří asi 20 milionů tun globálně,"
řekl Carns. "Toto představuje obrovskou příležitost pro společnost Dow.
Poměr emisních nařízení, daní vycházejících ze spotřeby pohonných hmot a
cen pohonných hmot hraje v náš prospěch. Věříme, že teď je ta chvíle,
kdy se trh přesune z rafinovaných olejů na chemii základních materiálů."
Dva pokusy v terénu byly naplánovány před koncem léta 2011. Jeden
provádí společnost Ford na osobních vozech z grantu ministerstva
energetiky Spojených států ve výši $1,2 milionu (€834 000). Společnost
Dow je v tomto programu také zahrnuta. Woydt řekl, že další zkoušku
provádí evropský výrobce nákladních vozidel, ale odmítl sdělit jeho
jméno. Za předpokladu, že kapaliny projdou zkouškami v terénu, mohou je
oba výrobci začít používat ve svých továrnách v rámci 12 a 24 měsíců,
řekl.
Woydt předpověděl, že osvojení PAG motorových olejů nebude
omezeno kapacitou pro výrobu výchozích materiálů. Podle výzkumu časopisu
Lubes’n’Greases je celková kapacita více než 900 000 metrických tun
ročně. Woydt ale řekl, že toto číslo se může zvýšit několikrát v
závislosti na kapacitě výrobních bloků PAG.
"Není to tak, že by
požadavek na výrobu PAG motorových olejů začal na 1 milionu tun ročně,"
řekl Woydt. "Mluvíme-li o jednom nebo dvou modelech, budou úvodní
tovární plnění podstatně nižší. Poté, jak bude poptávka stoupat, mohou
výrobci přidávat kapacitu, aby jí vyhověli."
V současné době jsou PAG značně dražší než minerální oleje, ale
Woydt řekl, že neočekává, že by se to mohlo stát velkou překážkou. Ta
zvýšená cena není nic proti možným postihům, kterým budou výrobci čelit v
nadcházejících letech, pokud nedokážou vyhovět emisním normám
kysličníku uhličitého nastaveným vládami.
"Jednoduše se zaplatí
náklady na použití PAG," řekl. Připustil, že ceny PAG naznačují, že
většina uživatelů nebude tento typ motorového oleje používat místo
stávajícího. To výrobce netíží, řekl, protože postihy za limity CO2
platí pro nová vozidla.
Autor: Tim Sullivan
Přeloženo z časopisu Lubes’n’Greases