Исследование влияния структуры сложных эфиров на эксплуатационные характеристики масел для газотурбинных двигателей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат наук Попова Ксения Алексеевна

• Попова Ксения Алексеевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Попова Ксения Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Виды газотурбинных двигателей и условия их работы

1.2 Требования к качеству масел для газотурбинных двигателей

1.3 Состояние производства сложных эфиров и масел на их основе

1.4 Композиции масел на основе сложных эфиров

1.5 Влияние структуры карбоновых кислот и спиртов на свойства базового масла

1.6 Анализ патентных данных в области технологий получения сложных эфиров

1.7 Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2 - ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Сложные эфиры одноосновных и двухосновных кислот

2.1.2 Присадки

2.2 Методика изготовления композиций масел

2.3 Методы исследования

ГЛАВА 3 - ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ СТРУКТУРЫ

3.1 Требования к сложным эфирам и маслам на их основе

3.2 Исследование эксплуатационных характеристик сложных эфиров на основе двухосновных карбоновых кислот и одноатомных спиртов

3.3 Исследование структуры и эксплуатационных характеристик сложных эфиров на

основе многоатомных спиртов и одноосновных карбоновых кислот

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРИСАДОК В СОСТАВЕ

КОМПОЗИЦИИ СЛОЖНОЭФИРНОГО МАСЛА

4.1 Исследование влияния присадок на термоокислительные свойства масел на основе сложных эфиров пентаэритритового спирта

4.2 Исследование влияния присадок на противоизносные свойства масел на основе сложных эфиров пентаэритритового спирта

4.3 Исследование влияния присадок на коррозионные свойства масел на основе

сложных эфиров пентаэритритового спирта

ГЛАВА 5 - СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ СЛОЖНОЭФИРНЫХ МАСЕЛ С ТОВАРНЫМИ МАСЛАМИ ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

5.1 Обоснование выбора композиций масел для сравнения

5.2 Сравнительные результаты исследования композиций сложноэфирного масла с

маслами на основе эфиров зарубежного производства

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

135

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование влияния структуры сложных эфиров на эксплуатационные характеристики масел для газотурбинных двигателей»

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение надёжной работы газотурбинных двигателей (ГТД) требует использования высококачественных смазочных материалов, которые обладают приемлимыми эксплуатационными свойствами. Повышение коэффициента полезного действия (КПД), топливной экономичности, удельной мощности двигателей и снижение их удельной массы - актуальная задача современного двигателестроения, особенно газотурбинного - как авиационного, так и наземного назначения. Температура масел на выходе из подшипников турбин неизбежно увеличивается, вследствие этого возрастают требования к термоокислительной стабильности сложноэфирных масел, как к наиболее перспективным. Зарубежные производители двигателей в тесном контакте с производителями масел ведут активные работы в этом направлении. Появление в последние годы отечественных производителей сложных эфиров объясняется стремлением к обеспечению независимости от импорта в сложной обстановке санкций, но требует тщательной оценки свойств отечественных эфиров и изучения возможности производства на их основе масел для перспективных газотурбинных двигателей [1].

К газотурбинным двигателям как наземного, так и авиационного типа предъявляются жесткие требования. Соответственно, смазочные материалы, применяемые в них, должны обладать высокими эксплуатационными характеристиками. В отечественной промышленности отсутствуют в нужном объеме производства масел для ГТД. В основном же используются масла зарубежного производства, где в качестве базы широко применяются сложные эфиры, поэтому исследование влияния структуры сложных эфиров на физико-химические характеристики смазочных материалов и подбор композиций присадок на их основе является актуальной и востребованной задачей.

Степень разработанности.

Теоретические данные о влиянии структуры сложных эфиров, кислот и спиртов, входящих в их состав, на эксплуатационные свойства масел, а также

практические вопросы получения сложных эфиров, возможность использования разного вида сырья исследованы недостаточно. В том числе, в России мало распространено производство сложных эфиров многоатомных спиртов и практически отсутствует производство химически чистых индивидуальных веществ и синтетических кислот С5-С10, без которых невозможно получение сложных эфиров и, соответственно, выпуск высококачественных смазочных материалов для современной техники.

Целью работы является исследование влияния структуры сложных эфиров на эксплуатационные характеристики масел для газотурбинных двигателей.

Достижение данной цели требует решения следующих задач:

- проведения анализа современного состояния производства сложноэфирных масел для газотурбинных двигателей;

- обоснования требований к термоокислительной стабильности и другим физико-химическим свойствам масел для ГТД;

- исследования влияния состава сложных эфиров на эксплуатационные свойства масел;

- обоснования выбора базы для подбора на ее основе композиций присадок для масел ГТД;

- подбора композиций присадок для улучшения эксплуатационных свойств масел для газотурбинных двигателей;

- сравнения полученных композиций масел с зарубежными аналогами.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлено преимущество сложных эфиров, полученных в результате реакции этерификации пентаэритритового спирта смесью одноосновных карбоновых кислот фракции С5-С10 нормального и разветвленного строения, по сравнению со сложными эфирами на основе одноатомных спиртов и двухосновных кислот, что обеспечивает лучшие смазывающие характеристики и термоокислительную стабильность масел для газотурбинных двигателей;

- на основе исследования влияния структуры одноосновных карбоновых

кислот нормального и разветвленного строения в составе сложного эфира пентаэритритового спирта на физико-химические характеристики базового масла рекомендован состав исходной смеси для процесса этерификации, состоящий из 5 кислот нормального строения (С5-С10) и 1 кислоты изо-строения (С8);

- выявлено наличие синергетического эффекта от совместного использования антиокислителей аминного (диалкилдифениламин) и фенольного (сложный эфир диалкилфенола) типов, которые при концентрации каждого по 0,6 % масс., обеспечивают необходимый уровень термоокислительной стабильности сложных эфиров, полученных при этерификации пентаэритритового спирта и одноосновных карбоновых кислот, в составе композиции масла для газотурбинных двигателей.

Теоретическая значимость работы заключается в комплексном анализе возможности получения и производства качественной сложноэфирной основы и в дальнейшем при добавлении рекомендуемых присадок - масла для ГТД с высокими эксплуатационными характеристиками.

Для этого установлены:

- преимущества использования сложных эфиров, полученных путем этерификации многоатомных спиртов с одноосновными алифатическими кислотами нормального и разветвленного строения, как обеспечивающие улучшение смазывающих характеристик и термоокислительной стабильности.

- Восприимчивость сложных эфиров к присадкам, улучшающим антиокислительные, противокоррозионные и противоизносные свойства масел для газотурбинных двигателей, работоспособных в требуемом диапазоне рабочих температур.

- Синергетический эффект антиокислителей аминного и фенольного типов при использовании в качестве базы сложного эфира пентаэритритового спирта и алифатических одноосновных карбоновых кислот.

Практическая значимость работы определяется согласно достигнутым результатам. В соответствии с чем:

1. Изучены и обоснованы технические требования, которые предъявляются к маслам на основе сложных эфиров для обеспечения их работоспособности в газотурбинных двигателях при температуре до 230 °С на выходе из подшипника турбины.

2. Рекомендован состав исходного сырья процесса этерификации, состоящий из одноатомных кислот и многоатомных спиртов для получения на их основе сложных эфиров.

3. Подобраны 2 композиции масла на основе сложного эфира пентаэритритового спирта и смеси синтетических одноосновных кислот с пакетом функциональных присадок, а именно антиокислительные, противоизносные и противокоррозионные добавки, что дает возможность получить масло для газотурбинных двигателей, отвечающее разработанным требованиям.

4. Созданы предпосылки для получения масел на основе карбоновых кислот и пентаэритритового спирта для масштабирования технологии производства масел.

Методология исследования основывалась на изучении широкого спектра сложных эфиров, полученных из двухосновных карбоновых кислот и алифатических одноатомных спиртов, одноосновных карбоновых кислот и алифатических многоатомных спиртов российского и зарубежного производства, а также присадок в различных концентрациях, обеспечивающих требуемые эксплуатационные характеристики масел для ГТД.

Выбор методов исследования для оценки качества сложных эфиров и масел основывался на существующей в России лабораторной базе оценки качества масел, в том числе и мировых стандартах (ГОСТ, ISO, ASTM), с учетом доступности характеристик точности, чувствительности и технологичности приборов и методов, простоты и надежности работы, времени испытаний. Структурный состав сложных эфиров исследован с применением метода газовой хромато-масс-спектрометрии.

В результате исследований на защиту выносятся положения:

- обнаруженная зависимость эксплуатационных характеристик базовых масел от строения сложных эфиров;

- разработанная композиция масла для газотурбинных двигателей, полученная на основе сложных эфиров;

- выявленный синергетический эффект антиокислителей аминного и фенольного типов на основе сложных эфиров пентаэритритового спирта и одноосновных карбоновых кислот;

- технические требования, предъявляемые к маслам на основе сложных эфиров для обеспечения их работоспособности в газотурбинных двигателях при температуре до 230 °С на выходе из подшипника турбины.

Степень достоверности результатов подтверждена необходимым объемом исследований свойств сложных эфиров, масел, присадок различными способами в лабораторных условиях с использованием стандартных методов испытаний и поверенного оборудования. Интерпретация результатов показала соответствие экспериментальных данных теоретическим положениям.

Апробация результатов. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на трех научно - практических конференциях: IX Международном промышленно-экономическом форуме «Стратегия объединения» (24-26 ноября 2016 г., г. Москва); 70-й Международной молодежной научной конференции "Нефть и газ 2016" (18-20 апреля 2016 г., г. Москва); 71-й Международной молодежной научной конференции "Нефть и газ 2017" (18-20 апреля 2017 г., г. Москва).

По материалам диссертации опубликовано 2 статьи в научных изданиях, включенных в перечень Высшей Аттестационной Комиссии (ВАК) Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, приложений, списка использованной литературы из 94 наименований. Общий объем диссертационной работы состоит из 139 страниц машинописного текста, включая 44 рисунка и 46 таблиц.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.х.н., профессору Тонконогову Б.П., коллективу кафедры «Химии и технологии смазочных материалов и химмотологии» за помощь в проведении испытаний: к.т.н. Багдасарову Л.Н., к.т.н. Киляковой А.Ю., Агабекову С.С., а также к.т.н. Попову П.С. и к.т.н. Копицыну Д.С. за помощь при анализе и интерпретации результатов исследований. Глубокую признательность за рекомендации и консультативную помощь при работе над диссертацией автор выражает д.т.н., профессору Шабалиной Т.Н.

ГЛАВА 1 СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Главной задачей при разработке масел для современных газотурбинных двигателей является расширение температурного диапазона работоспособности синтетического смазочного масла на выходе из подшипника турбины при сохранении требований высокого уровня к работоспособности относительно его многофункциональности. За обеспечение указанных требований отвечают все компоненты масла, при этом термоокислительная стабильность масла и его испаряемость определяются, прежде всего, свойствами базового масла. В частности, синтетические масла можно получить на основе одного вещества, чем обуславливаются специфические свойства таких масел, в то время как минеральные масла - это смесь различных соединений.

Сложные эфиры применятся в качестве базовых компонентов синтетических масел для смазки газотурбинных двигателей. Успешно используются и постоянно совершенствуются эфиры пентаэритритового и триметилолпропанового спиртов и алифатических кислот. За рубежом в теплонапряженных газотурбинных двигателях широко применяются для смазки именно такие синтетические масла. Высокое качество сложноэфирной основы позволило зарубежным компаниям организовать выпуск синтетических масел, пластичных смазок и гидравлических жидкостей для специальной техники с улучшенными эксплуатационными характеристиками [1,2].

1.1 Виды газотурбинных двигателей и условия их работы

Существуют газотурбинные двигатели наземного, морского и авиационного назначения. Морские и наземные ГТД классифицируются на 3 типа: стационарные; микротурбины; ГТД, конвертированные из авиадвигателей.

Стационарные двигатели обладают высоким ресурсом работы, ремонтопригодностью, надежностью. В настоящий момент стационарные ГТД, обладающие высокой мощностью, по термодинамическим и технологическим характеристикам очень близки к авиационным двигателям с сохранением срока службы и высокого ресурса работы. Применяются в газовой промышленности, например, в качестве нагнетателей природного газа на магистральных газопроводах и при закачке природного газа в подземные хранилища [3].

Микротурбины обладают малым размером и имеют узкую область применения, используются в малой энергетике как часть компактных когенерационных установок. Характеризуются невысоким коэффициентом полезного действия (КПД).

Морские и наземные ГТД, конвертированные из авиационных двигателей, разрабатываются с учетом современных авиационных технологий. Такие двигатели нашли широкое применение в промышленности, на транспорте и в морских условиях, в энергетике; характеризуются высоким КПД. Интересно, что степень конструктивной доработки авиадвигателя зависит от первоначальной конструкции и вида авиационного ГТД.

Авиадвигатели в свою очередь классифицируются на реактивные двигатели, которые по принципу получения рабочей смеси можно разделить на 2 класса: ракетные и воздушно-реактивные (ВРД). Ракетные двигатели не имеют специальных систем смазки, поэтому в дальнейшем рассматриваться не будут.

В качестве источника кислорода воздушно-реактивные двигатели используют воздух, который сжигается при поступлении в двигатель, затем направляется в камеры, где происходит сгорание рабочей смеси [2-4]. ВРД делятся на компрессорные и бескомпрессорные в зависимости от способа

повышения давления воздуха. Авиационные газотурбинные двигатели (АГТД), имеющие турбокомпрессорные агрегаты, делятся на турбовинтовые (ТВД) и турбореактивные (ТРД). Принципиальное отличие турбовинтовых двигателей от турбореактивных - наличие воздушного винта и редуктора, который понижает число оборотов от вала газовой турбины к воздушному винту [5-6].

Для обеспечения надежности работы и снижения износа шестерен в редукторах необходимо применять масла, обладающие высокой смазочной способностью. Смазочное масло в двигателе необходимо для выполнения следующих функций: уменьшать износ и трение деталей, отводить тепло, предотвращать образование задиров и коррозии, удалять появляющиеся между трущимися деталями частицы и твердые включения [7]. Система смазки двигателя при малом расходе масла, герметичности, компактности и малом гидравлическом сопротивлении должна надежно обеспечивать смазывание в любом положении и при любых внешних условиях, к которым в первую очередь относятся температура и давление. Наиболее ответственные и нагруженные подшипники, а также шлицевые и зубчатые соединения обладают принудительной системой смазки под давлением, осуществляющейся при использовании струйных или центробежных форсунок.

Система работы масла в газотурбинном двигателе (ГТД) существенно отличается от тех условий, при которых работают поршневые двигатели внутреннего сгорания. В ГТД небольшое количество масла непрерывно и многократно циркулирует в течение длительного времени. Еще одно принципиальное отличие масляной системы ГТД от масляной системы поршневых двигателей внутреннего сгорания - изоляция от зоны горения топлива, поэтому угара смазочного масла в ГТД не наблюдается, расход его незначителен и составляет в среднем от 0,25 до 1,5 кг/ч [2].

Таким образом, конструкционные особенности и области применения газотурбинных двигателей предъявляют жесткие требования к применяемым в них маслам в широком интервале рабочих температур от -50 °С до 230 °С и выше.

Конкретные требования к применяемому в двигателе смазочному маслу определяются конструктивными особенностями и техническими требованиями двигателя - в основном нагрузками на трущиеся детали и узлы, их рабочими температурами и типом подшипников.

Термоокислительная стабильность

Термоокислительная стабильность является одним из основных свойств смазочного масла для ГТД - это способность масла сохранять свои первоначальные свойства, т.е. устойчивость к окислению при длительной работе в двигателе, без образования в нем отложений, лака и других продуктов окисления и не вызывать коррозии металлов вследствие повышения кислотности. Температурные условия работы смазочного масла в подшипниках газотурбинного двигателя различны. Масло за один цикл в двигателе нагревается в среднем на 4070 °С. Как правило, наименьшая рабочая температура наблюдается у переднего подшипника компрессора, а наибольшая - у подшипника турбины, который нагревается до 160 °С и выше. Поскольку температура подшипников двигателя неодинакова, нормальное их охлаждение достигается путем прокачивания различного количества масла. Таким образом, чем больше двигатель форсирован и чем больше его удельная мощность, тем выше температура газа перед турбиной и температура подшипников, и, следовательно, выше температура смазочного масла. Рабочая температура масла в газотурбинных двигателях может достигать значений температуры 230 °С и более. Соответственно, смазочное масло должно обладать стабильностью при таких температурах [1].

Смазочная способность

При эксплуатации происходят процессы деструкции смазочного масла, что негативно сказывается на его свойствах, поэтому данный параметр является важным для изучения. В частности, надежная смазывающая способность всех узлов и агрегатов ГТД с минимальным износом в пределах рабочих температур от -50 °С до 230 °С и выше. Минимальный износ должен быть обеспечен не

только при обычном эксплуатационном режиме, но и при кратковременном нарушении жидкостного режима смазки. Противоизносные свойства масла определяются его несущей способностью (способностью масляного слоя воспринимать и удерживать нагрузку без выдавливания из зазоров между трущимися частями) и адсорбционной способностью, обеспечивающей создание прочной пленки на поверхности трущихся пар. Согласно данным применения синтетических и нефтяных масел в России и за рубежом, масло удовлетворяет требованиям двигателей по противоизносным свойствам при минимальной величине критической нагрузки разрушения масляной пленки от 40-50 до 70-90 кГс [8].

Низкотемпературные свойства

Смазочные масла для ГТД должны обладать хорошими пусковыми (низкотемпературными) свойствами, это определяет возможность запуска двигателя и прокачиваемость масла к узлам трения ГТД при низких температурах. Прокачиваемость характеризуется критическими температурами нарушения и прекращения подачи масла к трущимся деталям. Требования к низкотемпературным свойствам определяются комплексом физико-химических показателей - пологая вязкостно-температурная кривая, уровень вязкости, температура застывания, именно поэтому важно учитывать, в том числе и эти показатели.

Вязкость

Вязкость влияет на критическую температуру нарушения или прекращения подачи масла. Данные по эксплуатации зарубежных масел для ГТД свидетельствуют о том, что прокачиваемость масла при отрицательных температурах нарушается примерно при вязкости 5000 мм2/с, а прекращается совсем при вязкости 20000 мм2/с. Максимальная вязкость, которая обеспечит нормальный запуск двигателя без подогрева при отрицательных температурах, зависит от мощности пусковых устройств ГТД и не должна превышать 2000-4500 мм2/с [1, 9]. Такие вязкости наблюдаются у маловязких нефтяных масел при

температурах от -30 °С до -35 °С. Оптимальные же пусковые свойства достигаются, когда вязкость при температурах от -40 °С до -50 °С составляет 2000-4500 мм2/с, температура застывания при этом должна быть до -60 °С (таблица 1.1) [1].

Таблица 1.1 - Критические температуры прокачиваемости смазочных масел

№ п/п Вязкость Температура, °С

Масло кинематическая при 50 °С, мм2/с Подача масла нарушается Подача масла прекращается

1. Нефтяное 7 150 -43 -1 -51 -15

2. Синтетическое 7 8 -51 -48 -59 -56

Фракционный состав и испаряемость

Еще одним требованием, предъявляемым к маслу для ГТД, является стабильный фракционный состав, что влияет на испаряемость масла. При стабильном фракционном составе масла сохраняются его вязкостно-температурные характеристики в течение всего времени работы в двигателе. Испаряемость помимо величины общих потерь масла в двигателе характеризует изменение качества масла, поскольку при испарении из него улетучиваются в первую очередь легкокипящие фракции. Общий расход масла в газотурбинных двигателях складывается из потерь масла при выносе его вместе с воздухом в капельном состоянии и из потерь за счет собственного испарения. Поэтому косвенным показателем испаряемости масла в двигателе может служить повышение его вязкости или изменение фракционного состава, что устанавливается путем отбора и анализа проб из работающего двигателя. Следует отметить, что требование минимальной испаряемости и возможно узкого фракционного состава является не столь существенным для синтетических масел, так как основу их составляют индивидуальные химические продукты или смеси

Вспениваемость

При работе газотурбинного двигателя неизбежно вспенивание, но при этом оно должно быть минимальным. Высокая кратность циркуляции смазочного масла в маслосистеме приводит к интенсивному смешиванию его с воздухом. Поступающее из мест смазки масло содержит воздуха до 30-40 %, поэтому при распылении масла образуется пена. Вспенивание масла ухудшает работу маслосистемы двигателя: теплоемкость и теплопроводность масла уменьшаются, при этом ухудшается охлаждение трущихся деталей двигателя, количество подающегося к местам смазки масла уменьшается в связи с увеличением его объема за счет вспенивания. Вспениваемость масла зависит от его химической природы. Наибольшее влияние на вспенивание оказывают плотность, поверхностное натяжение и вязкостно-упругие свойства поверхностных слоев. Есть предположение, что при повышении температуры вспениваемость масел уменьшается, но у некоторых масел данный показатель сначала возрастает, а затем падает, вероятнее всего из-за снижения прочности масляных пленок. К увеличению пенообразования также приводит понижение давления окружающего воздуха. На вспенивание масла оказывают влияние вводимые присадки, которые в большинстве случаев являются поверхностно-активными веществами и адсорбируются на масляных пленках. Имеются данные, что иногда вспениваемость масел может вызываться добавлением к ним противоизносных и вязкостных присадок, а также наличие в масле воды может увеличить тенденцию к вспениванию [10,11].

Коррозионные свойства

При работе масла в ГТД происходит его контакт с металлами и их сплавами, такими как сталь, медь, алюминий и свинец (освинцовывание поверхностей), бронза, бронза свинцовая и фосфористая, латунь, магниевые и алюминиевые сплавы и др. Этот широкий ассортимент, применяемых в реактивных двигателях металлов, заставляет тщательно изучать коррозионные свойства применяемых масел. Важной функцией смазочного масла является

защита от коррозии агрегатов и деталей двигателя не только во время полета, но и при длительных стоянках самолетов в условиях обычных температур. Таким образом, одним из основных методов борьбы с коррозией является применение масел с высокими антикоррозионными свойствами. Коррозионная агрессивность определяется химическим составом масел, а также свойствами продуктов, образующихся при окислении [12].

Совместимость с материалами

Масло для ГТД должно обладать низкой агрессивностью при контакте с металлами, сплавами, резино-техническими изделиями, покрытиями и другими материалами, иначе эти детали не смогут выполнять возложенные на них функции уплотнения. Процесс химического воздействия масла и резины зависит в основном от их природы, однако существенное влияние оказывают также температура и длительность их контакта. При условии, что смазочное масло агрессивно по отношению к резине, происходит изменение веса и объема, связанное с вымыванием ее ингредиентов или набуханием, а также снижением предела прочности, температуры хрупкости и уменьшением относительного удлинения, увеличением твердости и остаточной деформации сжатия, ухудшением морозостойкости.

Физико-химические свойства масел для газотурбинных двигателей одинаково важны для их долгой эксплуатации и правильного функционирования, что обусловлено спецификой работы ГТД, поэтому необходим тщательный выбор базового масла и присадок к нему [1].

1.3 Состояние производства сложных эфиров и масел на их основе

Газотурбинные двигатели изначально разрабатывались с использованием минеральных масел без каких-либо присадок, но высокие эксплуатационные требования повлекли за собой создание целой линейки базовых минеральных масел с низкой вязкостью. Минеральное масло обладает склонностью к повышенной испаряемости и высокотемпературным отложениям, поэтому произошел переход на масла, полученные методом синтеза органических веществ.

Все первые синтетические масла содержали эфир себациновой кислоты или диэтилгексила себацината. При этом синтетические продукты имели вязкость 3

Л

мм /с при 100 °C, в чистом виде не выдерживали возросшие нагрузки, в связи с этим в них добавлялись загустители (сложные эфиры), которые повышают стойкость к нагрузкам. В синтетические масла необходимо добавлять набор присадок, которые улучшают свойства масел. Прежде всего - это повышение термической стойкости, коррозионной стабильности, характеристики, определяющие степень чистоты двигателя [13].

С постоянным ростом размеров и мощности двигателей потребовалось масло с более высокой термоокислительной стабильностью и лучшими противоизносными свойствами пусть даже и за счет ухудшения некоторых низкотемпературных свойств. Так возникли масла второго типа с вязкостью

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Попова Ксения Алексеевна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Калайтан, Е.Н. Смазочные масла для реактивных двигателей/ Е.Н. Калайтан. - М.: Химия,1968. - 196 с.

2. Яновский, JI.C. Горюче-смазочные материалы для авиационных двигателей/ Л.С. Яновский, Н.Ф. Дубовкин и др. - Казань, 2002. - 399 с.

3. Хакимуллин, Б.Р. Области применения наземных газотурбинных двигателей. / Хакимуллин Б.Р., Зайнуллин Р.Р. - Казань: «Теория и практика современной науки», 2017. - № 4.

4. Панов, В.В. Смазочные масла для авиационных газотурбинных двигателей/ Панов В. В., Соболев Ю. С. - М.: Гостоптехиздат,1958.-96 с.

5. Авиационный турбореактивный двигатель ВК-1Ф, Описание конструкции. -М.: Оборонгиз, 1961.

6. Мазинг, Г.Ю. Воздушно-реактивные двигатели/ Г.Ю. Мазинг. - М.: Воениздат,1961. - 72 с.

7. Кламан, Д. Смазки и родственные продукты. Синтез. Свойства. Применение. Международные стандарты/ Д. Кламанн; пер. с англ. под ред. Ю.С. Заславского. - М.: Химия, 1988. - 488 с.

8. Тютюнов, В.А. Авиационные двигатели/ В.А. Тютюнов, С.И.Ловинский. -М.: Машгиз, 1964. - 370 с.

9. Травень, В.Ф. Органическая химия: учебное пособие Т.2/В.Ф. Травень. - М: Бином. Лаборатория знаний, 2016. - 520 с.

10. Яновский, Л.С. Инженерные основы авиационной химмотологии. -Казань.: изд. Казанского университета, 2005. - 714 с.

11. Poitz, H.A., Aviation industry/ H.A. Poitz, R.E. Yungk. In: Totten GE, editor. Handbook of Lubrication and Tribology: Volume I. Application and Maintenance. 2nd ed. CRC Pres, 2006. - p. 15-26

12. Гильзин, К.А. Воздушно-реактивные двигатели/ К.А. Гильзин. - М.: Воениздат, 1956. - 32 с.

13. Яновский, Л.С. Проблемы обеспечения химмотологической надежности авиационных газотурбинных двигателей/ Яновский Л.С., Харин А.А. Журнал технических исследований. Т.1. № 2. - 2015.- С.12-30.

14. Бабкин, В.И. Отечественные авиационные смазочные и гидравлические масла:проблемы и перспективы. Деловая слава Росии.- 2013. - 2(40). - 16-18 с.

15. Johnson, D.W. Phosphate esters, thiophosphate esters and metal thiophosphates as lubricant additives/ D.W. Johnson, J.E. Hils. Lubricants, 2013. - p. 132-148.

16. Beane, G.A. Synthetic Lubricant./ G.A. Beane. -Vol.3.- №4.- 1987. -P.263-291.

17. Антипова, К.М. Зависимость свойств эфира пентаэритрита и СЖК от содержания гидроксильных групп./ Антипова К.М., Ициксон Т.М., Жарова Е.А.// Химия и технология топлив и масел. - 1973. - №10. - C. 68-69.

18. Яновский, Л.С. Нормативные требования к отечественным и зарубежным смазочным маслам для авиационных газотурбинных двигателей/Яновский Л.С., Ежов В.М., Молоканов А.А. Журнал Вестник Московского авиационного института. Т. 19. № 14. - 2012.- С. 81-85.

19. Отчет «Маркетинговое исследование российского рынка пентаэритрита», Research Techart, 2012.

20. Отчет «Маркетинговое исследование рынка синтетических жирных кислот», Research Techart, 2012.

21. Pat. US 4320018 USA. Synthetic aircraft turbine oil/ Roberta Yaffe - №US 19790086543, published 16.05.1982.

22. Pat. US3681440 USA. Esters of tetrahydroxy dineoalkyl ethers/ Gash Virgil W -№USD3681440, published 01.08.1972.

23. Pat. US6436881 USA. High temperature lubricant composition/ Mchenry Michael, Carr Dale, Hutter Jeffrey - №US20010872191, published 20.08.2002.

24. Pat. US 4193885 USA. Method for preparing a thermal-stability additive and a thermally stabilized methylpolysiloxane and compositions therefrom/ Roland L. Halm -№19780910706, published 18.03.1980.

25. Пат. RU1840592 РФ. Смазочная композиция/ Зейналова Говхар Али Кызы, Кязимова Нателла Салеховна, Нагиева Эльмира Али Кызы, Насирова Явер Рза Кызы, Горячев Василий Васильевич, Запорожская Ольга Анатольевна-SU19843101288, published 09.10.2007.

26. Пат. RU1840596 РФ. Смазочная композиция/ Зейналова Говхар Али Кызы, Кязимова Нателла Салеховна, Насирова Явер Рза Кызы- SU19873168278, published 09.10.2007.

27. Pat. US2008317964 USA. High Temperature Lubricant Compositions and Methods of Making the Same/ Burgo Rocco Vincent, Kolangaden Paulson-US20060815494, published 25.12.2008.

28. Резников, М.Е. Авиационные топлива и смазочные материалы/ М.Е Резников под ред. А.Г. Крутилина - М.: Воениздат, 2004. - 323 с.

29. Стенли, К. Доклад фирмы «Гейги»/ К. Стенли // Симпозиум по смазочным маслам. - Нидерланды. - ч. II. - 1968.

30. Сосулина, Л.Н. Химия и технология топлив и масел/ Л.Н. Сосулина. - 1979. - № 8. - 35-43 с.

31. Токасики, Митихицэ. Присадка к синтетическим смазочным маслам/ Токасики, Митихицэ. - Дзюнкацу, 1984. - Т. 29. - № 2. - 107-112 с.

32. Pat. US 4119551 USA. Synthetic aircraft turbine lubricating oil compositions/ Roberta Yaffe - №US19770810715, published 10.10.1978.

33. Pat. EP 1420059 European Union. High temperature stability polyol ester lubricant composition containing short chain acids and method for making the same/ Patric E. Godici, Jeenok T. Kim, Martin A. Kevalis, Bernie J. Pafford, Haven S. Aldrich, Richard H. Schlosberg - EP20030257054, published 19.05.2004.

34. Pat. US 4193885 USA. Method for preparing a thermal-stability additive and a thermally stabilized methylpolysiloxane and compositions therefrom/ Roland L. Halm -№19780910706, published 18.03.1980.

35. Pat. US 4175045 USA. Compressor lubrication/ Peter E. Timony -№US19780881483, published 20.10.1979.

36. Pat. US 4320018 USA. Synthetic aircraft turbine oil/ Roberta Yaffe - №US 19790086543, published 16.05.1982.

37. Pat. US 6177387 USA. Reduced odor and high stability aircraft turbine oil base stock/ Richard Henry Schlosberg, Carolun Boggus Dunkan, David Wayne Turner, Thomas L. Ashcraft - №US19990242613, published 23.11.2001.

38. Pat. US 4826633 USA. Synthetic lubricant base stock of monopentaerythritol and trimethylolpropane esters/ Dale D. Carr, Nicholas DeGeorge - №US 19860919531, published 2.05.1989.

39. Белов, П.С. Получение и применение перспективных сложноэфирных продуктов в качестве компонентов смазочных масел и пластификаторов/ П.С. Белов, В.А. Заворотный - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984.-46 с.

40. Pat. US 4092411 USA. High temperature stability lubricant composition containing short chain acids and method for making the same/ Patric E. Godici, Jeenok T. Kim, Martin A. Kevalis, Bernie J. Pafford, Haven S. Aldrich, Richard H. Schlosberg

- №US20020293710, published 13.05.2004.

41. Pat. US 4317780 USA. Organic ester for use in lubricant compositions/ Giuseppe Mancini, Luigi Imparato, Franco Berti - №US19800110189, published 02.03.1982.

42. Кинетика и механизм высокотемпературного окисления сложных эфиров многоатомных спиртов: отчет /Мартемьянов В.С. - Москва: ВНИИ НП, 1988. -51 с.

43. Pat. JP 2002173461Japone. Method for producing caproic acid/ Minami Masato

- №JP20000370259, published 21.06.2002

44. Pat. US 3779919 USA. Synthetic aircraft turbine oil/ Edwin L. Patmore, David D. Reed, Frederick G. Oberender, John W. Nebzydoski - №US 19720282181, published 18.12.1973.

45. Pat. US 4141845 USA. Synthetic aircraft turbine oil/ Roberta Yaffe -№US19770810717, published 27.02.1979.

46. Pat. US2012190883 USA. Process for preparing polyol ester/ Frey Guido D, Strutz Heinz - №US201013499176 20100917, published 26.07.2012.

47. Pat. RU 2361904 Russia. Основа синтетического масла/ З.В. Мамарасулова, В.В.Громова - №RU20080110661, published 20.07.2009.

48. Pat. US 6617289 USA. Method for producing ester/ Memita Michimasa, Hirao Keiji - №US20010977926, published 26.09.2002.

49. Pat. US 2991297 USA. Process for preparing synthetic lubricants/ Stone D. Cooley, Manuel Slovinsky - №US19580746103, published 04.07.1961.

50. Pat. US 5783528 USA. Synthetic lubricant based on enhanced performance of synthetic ester fluids/ Rodenberg Douglas- №US19970779532, published 21.07.1998.

51. Pat. US5503761 USA. Technical pentaerythritol esters as lubricant base stock/ Ashcraft Jr Thomas, Berlowitz Paul, Wisotsky Max J, Carr Dale D, Schaefer Thomas G -№US19940284777, published 02.04.1996.

52. Pat. CN101367726 China. Process for producing polyol ester/ Jinjiao pecial new materials- №CN20081212583, published 18.02.2009.

53. Pat. CN102234555 China. Synthetic ester lubricant base oil and preparation method thereof/ Jianqi Fei- №CN20101158110, published 09.11.2011.

54. Pat. US20050031456 USA. Swash plate type variable displacement compressor/ Sokichi Hibino, Tetsuhiko Fukanuma - №US7186096, published 10.02.2005.

55. Pat. US4172070 USA. Oxygen-stable rosin-primary polyhydricaliphatic alcohol esters and a method for preparing the same/Roland Scharrer, Martin Epstein -№US05/899,041, published 23.10.1979.

56. Pat. US3278586 USA. Complex esters of sebacic acid and/or azelaic acid, neopentylglycol and 2, 2, 4-trimethyl-pentanol-1/Owist Elwin - №US19630303460, published 10.11.1966.

57. Pat. US3637501 USA. Complex esters/Malec Robert, Immethun Peter -№US19680773665, published 25.01.1972.

58. Pat. US5925602 USA. Smokeless two-cycle engine lubricant/ Zehler Eugene, Beimesch Bruce - №US19970938490, published 20.07.1999.

59. Johnson, D.W. Phosphate esters, thiophosphate esters and metal thiophosphates as lubricant additives/ D.W. Johnson, J.E. Hils. Lubricants, 2013. - p. 132-148.

60. Pat. DE1444851 Deutchland. Schmiermittelzusammensetzung/Aldous Gradsten Marcel, Morton Kraft William - №DE19601444851, published 11.07.1968.

61. Poitz, H. A. Aviation industry/H.A.Poitz, R.E. Yungk. - Handbook of Lubrication and Tribology: Volume I. Application and Maintenance. - 2nd ed., 2006, p. 26-15.

62. Pat. US5925602 USA. Smokeless two-cycle engine lubricant/ Zehler Eugene, Beimesch Bruce - №US19970938490, published 20.07.1999.

63. Pat. GB 1083215(A) Great Britain. Synthetic lubricants/ Hunter Neville John -№GB1964002854, published 13.09.1967.

64. Яновский, Л.С. Отечественные и зарубежные смазочные масла для авиационных двигателей/Л.С. Яновский, В.М. Ежов, А.А. Молоканов, Д.С. Колыбельский//Мир нефтепродуктов. - 2012. - № 9. - С.6-11.

65. Schlosberg, R.H. High stability esters for synthetic lubricant applications/ R.H. Schlosberg, J.W. Chu, G.A. Knudsen, E.N. Suciu, H.S. Aldrich. Lubrication Engineering, 2001. - P.21-26.

66. Рудник, Л.Р. Присадки к смазочным материалам. Свойства и применение под ред. А.М. Данилова. - М.: Профессия, 2013. - 646 с.

67. Динцес, А.И. Синтетические смазочные масла/ А.И. Динцес, А.П. Дружинина Синтетические смазочные масла.-М.: Гостоптехиздат, 1958.-350 с.

68. Смазочные материалы. Производство, применение, свойства: справочник/ под.ред. Т. Манга, У. Дрезеля; пер. с англ. яз. 2-го изд. под ред. В.М. Школьникова.- СПб.: Профессия, 2012.- 944 с.

69. Яновский, Л.С. Проблемы обеспечения химмотологической надежности авиационных газотурбинных двигателей/ Яновский Л.С., Харин А.А. Журнал технических исследований. Т.1. № 2. - 2015.- С.12-30.

70. Белов, П.С. Получение и применение перспективных сложноэфирных продуктов в качестве компонентов смазочных масел и пластификаторов/ П.С. Белов, В.А. Заворотный - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984.-46 с.

71. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др.; под ред. В.М. Школьникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр: Техинформ, 1999. - 596 с.

72. Полина, Е.В. Исследование смесей сложных эфиров пентаэритрита с различными классами соединений. Полина Е.В., Шейнина С.З., Турский Ю.И. -М.: Труды «ВНИИНП», 1980. -№ 36. - С.73-82.

73. Файзуллина, С.Р Синтез и свойства некоторых эфиров пентаэритрита./ Файзулина С.Р., Буйлова Е.А., Недопекин Д.В., Аминова Г.К.// Башкирский химический журнал. - 2016. - № 3. - с. 41-44.

74. Кинетика и механизм высокотемпературного окисления сложных эфиров многоатомных спиртов: отчет /Мартемьянов В.С. - Москва: ВНИИ НП, 1988. -51 с.

75. Мамарасулова, З.В. Разработка технологических основ процесса термической этерификации неопентилполиолов и оптимизация структуры сложных эфиров как базовых авиационных масел: докторская диссертация / З.В. Мамарасулова. - СПб., 2012. - 128 с.

76. Мартемьянов, В.С. Кинетика и механизм высокотемпературного окисления сложных эфиров многоатомных спиртов: автореферат докторской диссертации / Мартемьянов В.С.-Черноголовка, 1987. - 46 с.

77. Pat. GB 1111680 Great Britain. Improvements in or relating to ester-base compositions/ Mcphail Alexander Colquhoun, Heather Francis Richard -№GB196500509771965, published 01.05.1968.

78. Pat. US 3296135 USA. Lubricant compositions having improved corrosion and oxidation properties/ Cupper Robert - №US19630257079, published 08.02.1963.

79. Pat. DE 124692 Deutchland. Lubricating oils for height speed aircraft with Duesen or gas turbine propulsion/Engelhardt Diplchem - №DE1964R037837, published 10.08.1964.

80. Pat. US 3330763 USA. Lubricants containing an amino thiocyanate and a cyclic amine/ Damarath Jr John - №US19660517915, published 11.07.1966.

81. Pat. US3329611. USA. Lubricating oil composition/ Chao Tais -№US19650440634, published 04.07.1967.

82. Pat. GB 1133692 Great Britain. Improvements in or relating to ester lubricants/ Alexander Macphail, Colquhoun B Wright, Neville Eville Ernest - №GB19670001540, published 13.11.1968.

83. Pat. US 3309318 USA. Blends of ester lubricants/ Aylesworth Robert, Boehringer Raymond - №US19650452377, published 14.03.1965.

84. Pat. RU 2283341 Russia. Моторно-редукторное масло для авиационной техники/ Т.И. Назарова, М.А. Лейканд, Н.Ф. Питомиц, С.Ю. Поляков, В.А. Середа, А.В. Улитько, В.М. Школьников, П.А. Михеичев, И.Э. Столяров, В.В. Горячев, Л.С. Яновский, А.С. Меджибовский, А.И. Гущин - №RU20050122580, published 10.09. 2006.

85. Pat. RU2322481Russia. Смазочное масло для редукторов летательных аппаратов/ A^. Хурумова, Л.С. Яновский, В.А. Скибин, В.В. Горячев, А.В. Николаев, П.А. Михеичев, Л.В. Ковба, М.И. Каштан, С.Ю. Поляков, В.А. Среда, А.И. Ватагин, П.Г. Петров, И.Э. Столяров, А.Г. Рапинчук, Н.Н. Яковлв -№RU20060140835, published 20.04. 2008.

86. Pat. RU 2387703 Russia. Смазочная композиция для силовых установок авиационной техники/ А.Ф. Хурумова, Н.П. Аверина, Л.С. Яновский, Д.А.

Шариков - №RU20080117610, published 20.11.2009.

87. Pat. RU 2452767 Russia. Смазочная композиция универсального синтетического масла, работоспособного в газотурбинных двигателях и редукторах вертолетов, а также турбовинтовых двигателях и турбовинтовентиляторных двигателях самолетов/ А.Ф. Хурумова, А.А.

Алексашин, Л.С. Яновский, П.А. Михеичев, С.П. Урявин - №RU20100146139, published 20.05.2012.

88. Pat. RU 2010146137 Russia. Смазочная композиция высокотемпературного масла для теплолнапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации/ А.Ф. Хурумова, А.А. Алексашин, Н.П. Аверина, Л.С. Яновский, С.П. Урявин, Л.В. Ковба- №RU20100146137, published 20.05.2012.

89. Pat. FR 1469265 France. A lubricant composition can be used in very high temperatures / British Petroleum CO- №FR19660045805, published 10.02.1967.

90. Pat. US6436881 USA. High temperature lubricant composition/ Mchenry Michael, Carr Dale, Hutter Jeffrey - №US20010872191, published 20.08.2002.

91. Пат. RU1840592 РФ. Смазочная композиция/ Зейналова Говхар Али Кызы, Кязимова Нателла Салеховна, Нагиева Эльмира Али Кызы, Насирова Явер Рза Кызы, Горячев Василий Васильевич, Запорожская Ольга Анатольевна-SU19843101288, published 09.10.2007.

92. Пат. RU1840596 РФ. Смазочная композиция/ Зейналова Говхар Али Кызы, Кязимова Нателла Салеховна, Насирова Явер Рза Кызы- SU19873168278, published 09.10.2007.

93. Pat. US2008317964 USA. High Temperature Lubricant Compositions and Methods of Making the Same/ Burgo Rocco Vincent, Kolangaden Paulson-US20060815494, published 25.12.2008.

94. Коняев, Е.А. Химмотология авиационных масел и гидравлических жидкостей./ Е.А. Коняев, М.Л. Немчиков. - М.: Московский государственный технический университет гражданской авиации, 2008. - 81 с.

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

Таблица 1.1 - Критические температуры прокачиваемости смазочных масел........15

Рисунок 1.1 - Тенденции развития отечественных смазочных масел для

газотурбинных двигателей.............................................................................................19

Рисунок 1.2 - Схема разветвленной кислоты...............................................................25

Рисунок 1.3 - Схема 3,5,5-триметилгексановой кислоты...........................................25

Рисунок 1.4 - Схематичная формула сложного эфира триметилолпропанового

спирта и алифатических одноосновных кислот...........................................................27

Рисунок 1.5 - Зависимость кинематической вязкости эфира от числа атомов

углерода в цепи кислотного остатка.............................................................................27

Таблица 1.2 - Сравнение эфиров полиспиртов изостроения в комбинации с

разветвленными и нормальными карбоновыми кислотами.......................................30

Таблица 2.1 - Физико-химические характеристики сложного эфира триметилолпропанового спирта и одноосновных алифатических карбоновых

кислот...............................................................................................................................38

Таблица 2.2 - Физико-химические характеристики сложного эфира триметилолпропанового спирта и одноосновных алифатических карбоновых

кислот...............................................................................................................................39

Таблица 2.3 - Физико-химические характеристики сложного эфира ПЭТ-Б...........40

Таблица 2.4 - Физико-химические характеристики сложного эфира пентаэритритового спирта и смеси одноосновных алифатических карбоновых

кислот С5-С10....................................................................................................................41

Таблица 2.5 - Физико-химические характеристики ди-(2-этилгексилового) эфира

адипиновой кислоты.......................................................................................................42

Таблица 2.6 - Физико-химические характеристики термостабильного сложного

эфира себациновой кислоты и 2-этилгексанола..........................................................43

Таблица 2.7 - Физико-химические характеристики сложного эфира 1,8-октандикарбоновой кислоты..........................................................................................44

Таблица 2.8 - Физико-химические характеристики диизониладипината.................44

Таблица 2.9 - Физико-химические характеристики диизодециадипината...............45

Таблица 2.10 - Физико-химические характеристики диизодецилсебацината..........46

Рисунок 2.1 - Структурная формула присадки Неозон А..........................................48

Таблица 2.11 - Физико-химические характеристики присадки Неозон А...............49

Рисунок 2.2 - Брутто-формула формула присадки Агидол-1....................................49

Таблица 2.12 - Физико-химические характеристики присадки Агидол-1................50

Рисунок 2.3 - Структурная формула присадки Additin RC 7001 ............................... 50

Таблица 2.13 - Физико-химические свойства присадки Additin RC 7001................ 50

Рисунок 2.4 - Структурная формула присадки 1^апох L-135...................................51

Таблица 2.14 - Физико-химические характеристики присадки 1^апох L 135.........51

Рисунок 2.5 - Структурная формула присадки Additin RC 7201 ............................... 52

Таблица 2.15 - Физико-химические характеристики присадки Additin RC 7201 .... 52

Таблица 2.16 - Физико-химические характеристики присадки 1^апох L 06...........53

Рисунок 2.6 - Структурная формула присадки 1^а1иЬе 353....................................... 54

Таблица 2.17 - Физико-химические характеристики присадки Irgalube 353............ 54

Рисунок 2.7 - Структурная формула присадки 1^а1иЬе 63.........................................55

Таблица 2.18 - Физико-химические характеристики присадки Irgalube 63..............55

Рисунок 2.8 - Структурная формула присадки Irgalube 349....................................... 55

Таблица 2.19 - Физико-химические характеристики присадки Irgalube 349............ 56

Рисунок 2.9 - Структурная формула присадки 1^а1иЬе 232....................................... 56

Таблица 2.20 - Физико-химические характеристики присадки Irgalube 232............ 56

Рисунок 2.10 - Структурная формула присадки 1^а1иЬе 211.....................................57

Таблица 2.21 - Физико-химические свойства присадки Irgalube 211........................57

Таблица 2.22 - Физико-химические характеристики присадки ДФ-11.....................58

Таблица 2.23 - Физико-химические характеристики присадки ЦД-7.......................58

Рисунок 2.11 - Структурная формула присадки Трикрезилфосфат...........................59

Таблица 2.24 - Физико-химические характеристики присадки Трикрезилфосфат.. 59 Рисунок 2.12 - Структурная формула присадки 1,2,3-бензотриазол.........................60

Таблица 2.25 - Физико-химические характеристики присадки 1,2,3-бензотриазол 60

Рисунок 2.13 - Структурная формула присадки Сиуап 303....................................... 61

Таблица 2.26 - Физико-химические характеристики присадки Сиуап 303.............. 61

Таблица 3.1 - Требования к маслу для ГТД на основе сложных эфиров..................68

Таблица 3.2 - Требования к сложным эфирам как к основе масла для

газотурбинных двигателей.............................................................................................70

Рисунок 3.1 - Структурная формула сложного эфира себациновой кислоты и 2-

этилгексанола...................................................................................................................72

Таблица 3.3 - Физико-химические характеристики «Диоктилсебацината-

термостабильного»..........................................................................................................73

Рисунок 3.2 - Структурная формула сложного эфира адипиновой кислоты и 2-

этилгексанола (ДОА)......................................................................................................75

Рисунок 3.3 - Структурная формула сложного эфира себациновой кислоты и

бутилового спирта (ДБС)................................................................................................75

Рисунок 3.4 - Структурная формула сложного эфира адипиновой кислоты и

изодецилового спирта (ДиДА).......................................................................................75

Рисунок 3.5 - Структурная формула сложного эфира себациновой кислоты и

изодецилового спирта (ДиДС).......................................................................................76

Рисунок 3.6 - Структурная формула сложного эфира адипиновой кислоты и

изононилового спирта (ДиНА)......................................................................................76

Таблица 3.4 - Основные физико-химические свойства сложных эфиров

двухосновных карбоновых кислот и одноатомных спиртов......................................77

Таблица 3.5 - Влияние числа функциональных групп -ОН на свойства

пространственно затрудненных сложных эфиров.......................................................79

Рисунок 3.7 - Схема реакции этерификации эфира пентаэритритового спирта и

монокарбоновых алифатических кислот......................................................................80

Рисунок 3.8 - Структурная формула сложного эфира пентаэритритового спирта и

пентановой кислоты ........................................................................................................ 81

Рисунок 3.9 - Структурная формула сложного эфира пентаэритритового спирта и

2-этилгексановой кислоты..............................................................................................81

Рисунок 3.10 - Структурная формула сложного эфира пентаэритритового спирта и

декановой кислоты .......................................................................................................... 82

Таблица 3.6 - Основные физико-химические характеристики товарных сложных

эфиров ............................................................................................................................... 83

Таблица 3.7 - Свойства сложных эфиров на основе пентаэритритового спирта и

различных одноосновных карбоновых кислот............................................................85

Таблица 3.8 - Состав кислотной смеси, и физико-химические свойства получаемых на основе этой смеси и пентаэритритового спирта сложных эфиров, рассчитанные

по методу Брандона-Харрингтона.................................................................................86

Таблица 3.9 - Физико-химические свойства пространственно затрудненных сложных эфиров пентаэритритовго спирта и одноосновных карбоновых кислот

нормального и изо-строения от соотношения в кислотной смеси.............................87

Таблица 3.10 - Содержание карбоновых кислот в исходной смеси этерификации сложного эфира ПЭТ-Б согласно данным газовой хромато-масс спектрометрии ... 89 Таблица 3.11 - Содержание карбоновых кислот в исходной смеси этерификации сложного эфира N8 5750 согласно данным газовой хромато-масс спектрометрии 90

Рисунок 3.13 - Хроматограмма сложного эфира N8 7300......................................... 90

Рисунок 3.14 - Хроматограмма сложного эфира N8 8317......................................... 91

Таблица 3.12 - Содержание карбоновых кислот в исходной смеси этерификации сложного эфира N8 8317 согласно данным газовой хромато-масс спектрометрии 91 Таблица 3.13 - Рекомендуемый состав смеси кислот для этерификации с

пентаэритритовым спиртом ........................................................................................... 92

Рисунок 4.1 - Зависимость изменения вязкости масла после окисления от вида и

содержания антиокислительной присадки ................................................................... 96

Рисунок 4.2 - Зависимость кислотного числа масла после окисления от вида и

содержания антиокислительной присадки ................................................................... 96

Таблица 4.1 - Компонентный состав лабораторных образцов..................................98

Рисунок 4.3 - Зависимость изменения вязкости масла после окисления от

комбинации антиокислительных присадок .................................................................. 98

Рисунок 4.4 - Зависимость кислотного числа масла после окисления от

комбинации антиокислительных присадок .................................................................. 99

Рисунок 4.5 - Зависимость критической нагрузки Рк от содержания

трикрезилфосфата в составе масла..............................................................................102

Рисунок 4.6 - Зависимость диаметра пятна износа Ди от содержания

трикрезилфосфата в составе масла..............................................................................102

Рисунок 4.7 - Зависимость критической нагрузки Рк от содержания

противоизносных присадок в составе масла..............................................................103

Рисунок 4.8 - Зависимость диаметра пятна износа Ди от содержания

противоизносных присадок в составе масла..............................................................104

Рисунок 4.9 - Зависимость критической нагрузки Рк от содержания

дитиофосфатных присадок в составе масла...............................................................106

Рисунок 4.10 - Зависимость диаметра пятна износа Ди от содержания

дитиофосфатных присадок в составе масла...............................................................106

Таблица 4.2 - Компонентный состав лабораторных образцов................................108

Рисунок 4.11 - Зависимость критической нагрузки Рк от комбинации

противоизносных присадок в составе масла..............................................................109

Рисунок 4.12 - Зависимость диаметра пятна износа Ди от комбинации

противоизносных присадок в составе масла..............................................................109

Таблица 4.3 - Компонентный состав лабораторных образцов................................112

Таблица 4.4 - Антикоррозионные свойства лабораторных образцов.....................113

Таблица 4.5 - Температура застывания лабораторных образцов...........................114

Таблица 4.6 - Компонентный состав масла для газотурбинных двигателей........114

Таблица 5.1 - Состав композиций масел для ГТД, выбранных для сравнения......116

Таблица 5.2 -Основные физико-химические характеристики полученных двух лабораторных образцов масел в сравнении с маслами на основе эфиров зарубежного производства...........................................................................................118