Российские ученые из Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина (Национального исследовательского университета) разработали отечественный пакет присадок для моторных масел, призванный заменить импортные аналоги. Новая композиция, созданная исследователями, обладает улучшенными характеристиками по сравнению с присадками из Европы и Китая, что позволит увеличить срок службы моторных масел и, как следствие, сократить расходы на техническое обслуживание автомобилей.
Присадки представляют собой широкий спектр соединений, которые в небольших дозах вводят в различные материалы, включая смазочные масла, с целью повышения их характеристик.
Разработанный в Губкинском университете пакет содержит присадки, выполняющие различные функции. Состав его компонентов был определен на основе лабораторных исследований.
О новой разработке для «Научной России» проинформировала старший научный сотрудник университета, возглавляющая молодежную лабораторию современных функциональных присадок для смазочных масел Анна Витальевна Песковец.
«Наш разработанный пакет содержит все ключевые присадки, требующиеся для производства высококачественного моторного масла: моюще-диспергирующие, обеспечивающие чистоту деталей двигателя, антиокислительные, препятствующие окислению масла и снижению его рабочих характеристик, и противоизносные, защищающие детали двигателя от износа», – подчеркнула А.В. Песковец. — В основном это уже известные присадки, однако мы синтезировали их в своей лаборатории, используя преимущественно отечественное сырье. Главное отличие нашего пакета от существующих на рынке заключается в том, что присадки пока в основном импортируются из Китая».
Вопрос импортозамещения присадок для моторных масел остается важным: в настоящее время около 70% ключевых компонентов в этой области импортируются из других стран. И новый отечественный пакет не только не уступает по характеристикам зарубежным аналогам, но и превосходит их! Так, испытания присадок в дизельных двигателях MAN и Cummins показали, что масла с новыми российскими добавками сохраняют физико-химические свойства в 2,5–3 раза дольше, чем при использовании присадок из Европы и Китая. В частности, импортные соединения лучше всего «показывали себя» в промежутке 7–15 тыс. км пробега, а после отметки в 20 тыс. км масла с ними теряли изначальные характеристики. В то же время у масел с новыми отечественными присадками даже после 50 тыс. км пробега фиксировались лишь небольшие изменения свойств. Таким образом, инновация ученых Губкинского университета продлевает срок службы моторных масел, что позволит снизить траты на обслуживание машин.
«В то время как для получения ряда соединений мы применяли отработанные методики, адаптируя их к условиям российского рынка сырья, разработка технологии производства антиокислительных присадок велась с нуля», — подчеркнула А.В. Песковец.
Антиокислительные присадки продлевают срок службы моторных масел, поскольку они уменьшают негативное влияние высоких температур: они препятствуют разрушению полимерных присадок, отвечающих за вязкость, а также не позволяют образовываться пероксидам и свободным радикалам.
«Синтезированные нами присадки подходят для использования в различных смазочных материалах, включая смазочные масла и пластичные смазки. По словам [имя говорящего], при необходимости их можно добавлять индивидуально, что является обычной практикой при производстве пластичных смазок А.В. Песковец. — Обычно для достижения оптимального результата присадки используют в сочетании. При создании пакета добавок для конкретного масла – будь то моторное, трансмиссионное или другое – производители тщательно подбирают тип присадок и их концентрацию, стремясь получить эффективную и экономичную смесь».
Современные присадки не всегда оптимальны для использования с синтетическими маслами, поскольку традиционно они разрабатывались для нефтяных масел.
«К числу ключевых трудностей, возникающих у специалистов при создании присадочных пакетов, относится несовместимость отдельных составляющих, что может приводить к образованию осадка или геля, — пояснила А.В. Песковец. — Это особенно заметно при использовании синтетических масел, которые сегодня широко распространены на рынке. В результате, пакет присадок не обеспечивает достаточной эффективности, что сокращает срок службы смазочного материала и снижает его результативность».
Учитывая этот аспект, специалисты из Губкинского университета включили в состав присадок специальные разбавители, которые повышают их коллоидную устойчивость, препятствуя расслоению присадок и масла.
«В ходе исследований, проведенных в нашей лаборатории, было установлено, что сложноэфирные соединения способны повышать коллоидную стабильность наших присадок и пакетов на их основе. В связи с этим, мы приняли решение использовать их [в качестве разбавителей]. Ранее нами выбирались компоненты, которые активно применялись как отдельные добавки к смазочным маслам, однако это приводило к увеличению стоимости конечного продукта. Предлагаемый нами способ использования сложноэфирных компонентов, напротив, значительно экономичнее, что позволяет снизить стоимость моторных масел», — рассказала А.В. Песковец. Новые разбавители также улучшают термостабильность присадок.
Для получения разрешения на применение новых веществ в России, опытно-промышленные партии пакета присадок были переданы Ассоциации автомобильных инженеров. Несколько российских компаний проявили интерес к этой разработке.
Химики планируют продолжить исследования и разработать новые решения.
«Наша команда уже разработала пакеты присадок для трансмиссионных масел. В настоящее время они проходят тестирование в автоматических коробках передач. Мы рассчитываем, что после успешного завершения испытаний их удастся предложить и на рынке. Кроме того, ведется работа над присадками для компрессорных и других масел, востребованных в промышленности, — поделилась А.В. Песковец. — Разработка пакетов присадок представляет собой сложный и продолжительный процесс, требующий оптимального баланса между качеством, стоимостью и эксплуатационными характеристиками готового продукта. Важно учитывать условия эксплуатации и нагрузки, воздействующие на масло, а также материалы, с которыми оно будет контактировать. Однако, благодаря качественной теоретической базе, получаемой в нашем университете, и опыту нашей команды, подобные задачи представляются решаемыми и успешно реализуемыми».
Материал создан при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Фото на превью: Екатерина Старцева / РГУ (НИУ) им. И.М. Губкина
Фотография: из личного архива Анны Песковец, Екатерины Старцевой / РГУ (НИУ) им. И.М. Губкина.