Моторное масло стареет прежде всего из-за окисления: при высокой температуре и контакте с воздухом углеводороды превращаются в гидропероксиды, кислоты и смолы, вязкость растёт, на деталях копятся отложения. Против этого в масло вводят антиоксиданты. Органические сульфиды — один из классических классов таких присадок, и диоктилсульфид по химической природе к нему относится. Разберёмся, что о нём можно сказать с опорой на химию, а что требует испытаний.
Первая версия этого материала содержала полную «рецептуру» масла SAE 5W-30 с ДОС, результаты стандартных испытаний и экономический расчёт. Источников этих данных нет — это были расчётные иллюстрации, а не результаты испытаний. Мы убрали их и оставили то, что подтверждается химией и литературой по присадкам.
Как работают антиоксиданты в масле
Окисление масла — цепная радикальная реакция. Алкильные радикалы R· присоединяют кислород, образуя пероксильные радикалы ROO·, которые отрывают водород от новых молекул углеводорода и дают гидропероксиды ROOH. Гидропероксиды распадаются на новые радикалы, и процесс ускоряет сам себя. Защита строится на двух механизмах:
- первичные антиоксиданты (ароматические амины, пространственно затруднённые фенолы) обрывают цепь, перехватывая радикалы;
- вторичные антиоксиданты разрушают гидропероксиды до неактивных спиртов, не давая им распадаться на радикалы. К этому классу относятся органические сульфиды и фосфиты, а также дитиофосфаты цинка (ZDDP), которые одновременно служат противоизносной присадкой.
Сульфид восстанавливает гидропероксид, а сам окисляется до сульфоксида; продукты дальнейшего превращения сульфоксида также способны разрушать гидропероксиды. Сочетание первичного и вторичного антиоксиданта даёт синергический эффект — это общепринятый принцип составления пакетов присадок.
Что ДОС может дать маслу
- Беззольность. ДОС не содержит металлов и фосфора. Это важно, потому что современные спецификации ограничивают сульфатную зольность и фосфор ради ресурса каталитических нейтрализаторов и сажевых фильтров.
- Растворимость в базовых маслах благодаря длинным углеводородным цепям.
- Низкая летучесть по сравнению с короткоцепочечными сульфидами.
Ограничения и вопросы, на которые отвечают только испытания
- Сера в масле. Спецификации моторных масел ограничивают и содержание серы. ДОС содержит около 12,3 % сульфидной серы, то есть каждый процент присадки добавляет примерно 0,12 % серы. Это нужно учитывать в балансе пакета.
- Эффективность относительно промышленных присадок. Для масел разработаны специализированные серосодержащие антиоксиданты (тиоэфиры фенолов, сульфидированные эфиры и др.), оптимизированные по активности и совместимости. Публикаций, где бы сравнивался именно ди-н-октилсульфид с ними в стандартных моторных испытаниях, мы не нашли.
- Совместимость с моющими, диспергирующими присадками и модификаторами трения, коррозионная агрессивность к меди и бронзе — проверяются экспериментально.
Как оценить ДОС в масле
Если вы разрабатываете масла или присадки и хотите проверить диоктилсульфид как вторичный антиоксидант, разумная программа включает стандартные лабораторные методы:
- время индукции окисления методом дифференциальной сканирующей калориметрии под давлением (ASTM D6186);
- окислительную стабильность во вращающемся бомбовом приборе (RPVOT, ASTM D2272);
- коррозию медной пластинки (ASTM D130);
- сравнение с базовой композицией без ДОС и с известным вторичным антиоксидантом при равном содержании серы.
Мы можем предоставить образец Экстрагента ДОС с паспортом партии для таких испытаний.
Литература
- Rudnick L. R. (ed.) Lubricant Additives: Chemistry and Applications. CRC Press — главы об антиоксидантах и серосодержащих присадках.
- ASTM D6186. Standard Test Method for Oxidation Induction Time of Lubricating Oils by Pressure Differential Scanning Calorimetry (PDSC).
- ASTM D2272. Standard Test Method for Oxidation Stability of Steam Turbine Oils by Rotating Pressure Vessel.