با پیشرفت تکنولوژی ماشین آلات و دستگاه ها، نیاز به روانکارهای متناسب با آنها نیز افزایش یافته است. شرایط کارکرد روانکارها به مرور سخت تر شده به نحوی که روانکارهای تولید شده با روغن پایه های معدنی در بسیاری موارد کارایی لازم را ندارند. این امر منجر به تلاش برای تولید روانکارهای سنتزی گردید. بخش مهمی از روغن پایه های سنتزی استرها هستند. استرها به دلیل ساختار شیمیایی ویژه خود دارای خواص ویژه ای هستند که آنها را مناسب استفاده در تولید روانکارها می سازند.

ساختار شیمیایی

از واکنش میان کربوکسیلیک و یک الکل، یک مولکول آب و یک مولکول استر تشکیل می شود. با توجه به اینکه الکل ها و نیز اسیدها انواع بسیار گوناگونی دارند، درنتیجه می توان انواع بسیار زیادی از استرها را تولید نمود. طول زنجیر و میزان شاخه دار شدن محصول نهایی، بستگی زیادی به مواد اولیه و کاتالیزورهای مورد استفاده دارد.

ویژگی ها:

روانکاری بهتر

حلالیت بهتر

متورم نمودن آب بند

فراریت اندک

کاربردها

1-روغن موتور

صرفه جویی در مصرف انرژی، شرکت های خودروسازی را به سمت طراحی موتورهایی برده است که نیاز به روغن هایی با گریدهای 5W-30 و 0W-30 دارند. کاهش گرانروی این نوع روغن ها منجر به افزایش احتمال تبخیر آنها می شود. با توجه به آنچه در قسمت ویژگی های روغن پایه های استری ذکر شد، استفاده از این مواد در روغن موتور می تواند این مشکل را مرتفع نماید. همچنین شرایط دمایی کارکرد این موتورها، باعث شده است تا استفاده از استرها بعنوان روغن پایه و بعنوان کمک حلال در کنار پلی آلفا اولفین ها، گسترش بسیار زیادی پیدا کند. مزیت دیگر این ترکیبات شاخص گرانروی بالای آنهاست که نیاز به استفاده از پلیمرهای افزایش دهنده شاخص گرانروی را کاهش می دهند. بنابراین مسائلی همچون پایداری برشی و ایجاد لجن های ناشی از شکست مولکولی پلیمرها تا حد بسیار زیادی از بین می رود.

2- روغن دنده

روغن پایه های استری بدلیل پایداری بسیار خوب در برابر اکسیداسیون، سیالیت در سرما و شاخص گرانروی مناسب، در تولید روغن های دنده کاربرد دارند و استفاده از آنها باعث کارکرد روغن دنده در محدوده وسیعی از دما می گردد. به منظور انحلال بسته های افزودنی و نیز جلوگیری از جمع شدگی آب بندها، در روغن دنده های سنتزی ساخته شده با پلی آلفا اولفین ها از استر ها استفاده می شود.

3- روغن دو زمانه

روغن­های سنتزی دو زمانه تولید شده با استفاده از استرها، دوده بسیار کمتری در داخل موتور ایجاد می­نمایند، به دلیل تاثیر مناسب در کاهش سایش قطعات، علاوه بر افزایش مدت زمان کارکرد قطعات، باعث می­شوند فرآیند شروع به کار موتور، راحت تر صورت گیرد: همچنین دود بسیار کمتری در اثر احتراق ایجاد می­گردد.

استرهای استفاده شده در این دسته از روغن موتورها، پلی­ال ها و دیمرات­ها می­باشند.

4- روغن توربین

استفاده از روغن­های سنتزی ساخته شده با پلی آلفا اولفین و استر ضمن ایجاد سیالیت مناسب در دمای پایین و پایداری اکسیداسیون در دمای بالا، باعث محافظت بسیار خوب توربین­های گازی در برابر زنگ زدگی می­گردد. این روغن ها می توانند به عنوان روغن های گردشی در توربین های گازی ثابت که توان کمتر از 3000 اسب بخار را دارند، استفاده گردند. انتخاب مناسب استر، به منظور پایداری هیدرولیتیکی روانکار، نکته کلیدی فرمولاسیون این دسته از روغن ها می باشد. به همین منظور می توان از دی استرهای آدیپات و یا پلی ال استرهای تری متیلو پروپان استفاده نمود.

5- روغن صنایع هوانوردی

یکی از کاربردهای اصلی استرها، تولید روانکارهای مربوط به توربین موتورهای هواپیما و موتورهای جت می باشد. روغن پایه هایی که ساختار هیدروکربنی دارند، برای این سیستم ها کاربردی ندارند.

به دلیل شرایط کارکرد روانکارهای صنعت هوانوردی، همچون نیاز به کارایی در دماهای بسیار پایین و دماهای بسیار بالا، مدت زمان کارکرد و نکات ایمنی مورد نیاز، استفاده از روغن پایه های سنتزی در این صنعت کاملا ضروری است. علاوه بر اینکه سایر مزایای استرها همچون پایداری دمایی و اکسیداسیون و ضریب اصطکاک پایین نیز در این صنعت مورد نیاز است.

دی استرها نخستین روغن پایه ی استری مورد استفاده در صنعت هوانوردی می باشند که با پیشرفت تکنولوژی تولید روغن پایه های استری، استفاده از پلی ال استرها به تدریج جایگزین دی استرها گردید. دی استرها هنوز در تولید روغن هواپیماهای مسافربری کوچک استفاده می شوند.

6- روغن کمپرسور

محدوده دمایی کارکرد روانکارهای کمپرسور بسیار وسیع است، در نتیجه نیاز به نوعی روانکار می باشد که شاخص گرانروی بالایی داشته باشد. به عنوان مثال در صورتیکه از روغن پایه های پلی ال استرها با شاخص گرانروی بالای 150 استفاده شود، نیازی به خنک کننده های روغن وجود ندارد. عدم نیاز به دستگاه خنک کننده روغن موتور باعث می شود حجم کمتری از روانکار مورد نیاز می باشد. روغن پایه های استری بدلیل خاصیت پاک کنندگی ذاتی خود مانع از تشکیل رسوبات و پلیمرهای اسیدی می گردند. همچنین پایداری حرارتی و پایداری اکسیداسیون بالایی دارند و در نتیجه باعث افزایش طول عمر روانکار و فیلترهای مورد استفاده در کمپرسورهای دورانی می گردند.

روانکارهای مورد استفاده در کمپرسورهای رفت و برگشتی تبادل حرارتی شدیدی انجام می دهند و در نتیجه تمایل کمتر به ایجاد دوده دارند که این یک مزیت اساسی به شمار می رود و همچنین باعث می شود قسمت های مختلف سیستم تمیزتر کار کنند. علاوه بر این، استفاده از پلی ال استرها منجر به پایداری اکسیداسیون و پایداری حرارتی بالاتر روانکار می گردد. در کمپرسورهای دورانی، روانکار به منظور روانکاری روتورها، یاتاقان ها و شفت ها استفاده می شود. وظیفه مهم دیگر روانکار، آب بندی روتورها، آب بندی شفت ها و انتقال حرارت می باشد.

سایر کاربردها

استرها علاوه بر صنعت روانکاری در صنایع دیگر از جمله در صنایع دارویی، آرایشی بهداشتی و نظامی کاربرد وسیعی دارند.

جمع بندی

مطابق با آنچه ذکر شد، روغن پایه های استری دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند که استفاده از آنها در برخی صنایع مانند هوانوردی بسیار ضروری می سازد. در عین حال با توجه به مزایا و معایبی که این دسته از روغن پایه ها دارند استفاده از این نوع روغن پایه نیازمند بررسی کارشناسانه و دقیق می باشد.

منبع

برای مطالعه کامل این مقاله می توانید به فصلنامه علمی تخصصی افزون روان، تابستان 1393 به لینک ذیل مراجعه نمایید:

https://www.afzoonravan.com/u