Modificatori de viscozitate a amestecului de beton (stabilizatori). Principalele tipuri de modificatori de vâscozitate Controlul vâscozității cu polimeri

Datorită unei formulări special formulate, modificatorii de vâscozitate a amestecului de beton permit betonului să atingă o vâscozitate optimă, oferind echilibrul potrivit între agilitate și rezistență la delaminare, proprietăți opuse care vin odată cu adăugarea de apă.
La sfârșitul anului 2007, BASF Construction Chemicals a introdus o nouă dezvoltare, tehnologia de amestec de beton Smart Dynamic Construction TM, concepută pentru a moderniza betonul P4 și P5 la o calitate superioară. Betonul produs în conformitate cu această tehnologie are toate proprietățile betonului autocompactant, în timp ce procesul de producere a acestuia nu este mai complicat decât cel al betonului convențional.
Noul concept răspunde nevoii din ce în ce mai mare de azi de amestecuri de beton mai flexibile și oferă o gamă largă de beneficii:

Economic: datorită procesului unic care are loc în beton, liantul și materialele de umplutură cu o fracțiune de< 0.125 мм. Стабильная и высокоподвижная бетонная смесь является практически самовыравнивающейся и при укладке не требует уплотнения. Процесс укладки достаточно прост, чтобы производиться при помощи одного оператора, что экономит до 40% рабочего времени. Кроме того, процесс производства почти так же прост, как и изготовление обычного бетона, поскольку смесь малочувствительна к изменениям водосодержания, которые происходят по причине колебания уровня влажности заполнителей.

De mediu: Conținutul scăzut de ciment (mai puțin de 380 kg), a cărui producție este însoțită de emisia de CO 2 , crește compatibilitatea betonului cu mediul. În plus, datorită mobilității sale mari, betonul acoperă complet armătura, prevenind astfel coroziunea exterioară a acesteia. Această caracteristică crește durabilitatea betonului și, ca urmare, durata de viață a produsului din beton armat.

Ergonomic: Datorită proprietăților sale de auto-compactare, acest tip de beton nu necesită utilizarea vibro-compactare, care ajută lucrătorii să evite zgomotul și vibrațiile dăunătoare sănătății. În plus, compoziția amestecului de beton oferă betonului o rigiditate scăzută, crescând lucrabilitatea acestuia.

Atunci când amestecului de beton se adaugă un aditiv stabilizator, pe suprafața particulelor de ciment se formează un microgel stabil, care asigură crearea unui „schelet de susținere” în pasta de ciment și previne delaminarea amestecului de beton. În același timp, „scheletul de rulment” rezultat permite agregatului (nisip și piatră zdrobită) să se miște liber și astfel lucrabilitatea amestecului de beton nu se modifică. Această tehnologie a betonului auto-compactant face posibilă betonarea oricăror structuri cu armătură densă și forme geometrice complexe fără utilizarea vibratoarelor. Amestecul în procesul de așezare se autocompactă și stoarce aerul antrenat.

Se pretinde că uleiurile cu vâscozitate scăzută oferă protecție chiar și pentru motoarele diesel forțate. Care sunt caracteristicile acestei afirmații? Să încercăm să ne dăm seama.

Pentru ca uleiurile cu vâscozitate scăzută să ofere o protecție suficientă pentru motoarele diesel ale echipamentelor grele și camioanelor, este important să se studieze în detaliu stabilitatea la forfecare. Isabella Goldmints, om de știință principal pentru modificatorii de frecare la Infineum, vorbește despre câțiva dintre pașii luați pentru a investiga capacitatea diferitelor uleiuri de motor multigrade de a-și menține vâscozitatea.

Preocupările legate de problemele de mediu și economice au dat impuls schimbărilor semnificative în designul motoarelor diesel îmbunătățite, în special în ceea ce privește controlul emisiilor, controlul zgomotului și alimentarea cu energie. Noile cerințe pun mai mult stres pe lubrifianți, iar lubrifianții moderni sunt din ce în ce mai așteptați să ofere o protecție superioară a motorului pe intervale lungi de scurgere. La această provocare se adaugă și cerințele producătorilor de motoare (OEM) de a furniza lubrifianți cu economii de combustibil prin pierderi reduse prin frecare. Aceasta înseamnă că vâscozitatea uleiurilor de motor pentru echipamente grele și camioane va continua să scadă.

Uleiuri multigrade și modificatori de vâscozitate

Testul ciclului Kurt Orban 90 a fost folosit cu succes pentru a determina stabilitatea la forfecare a uleiurilor.

Amelioratori de vâscozitate (VII) sunt adăugați la uleiurile de motor pentru a crește indicele de vâscozitate și pentru a oferi uleiuri multigrade. Uleiurile care conțin modificatori de vâscozitate devin fluide non-newtoniene. Aceasta înseamnă că vâscozitatea lor depinde de viteza de forfecare. Două fenomene sunt asociate cu utilizarea unor astfel de uleiuri:

• Pierderea temporară a vâscozității la viteză mare de forfecare - polimerii se aliniază în direcția curgerii, rezultând subțierea reversibilă a uleiului.
• Pierderile la forfecare ireversibile în cazul ruperii polimerilor - rezistența la o astfel de rupere este o măsură a stabilității la forfecare.

De la introducerea lor, uleiurile multigrade au fost testate în mod constant pentru a determina stabilitatea la forfecare atât a uleiurilor noi, cât și a celor existente.

De exemplu, pentru a simula o pierdere constantă a vâscozității la motoarele diesel forțate, se efectuează un test pe un suport de injector conform metodei Kurt Orban pentru 90 de cicluri. Acest test a fost utilizat cu succes pentru a determina stabilitatea la forfecare a uleiurilor și a fost strâns corelat cu rezultatele utilizării la motoarele din 2003 și mai târziu.

Cu toate acestea, motoarele diesel amplificate se schimbă, exacerbând condițiile care provoacă schimbări de vâscozitate a lubrifiantului. Dacă dorim ca uleiurile să continue să ofere o protecție fiabilă împotriva uzurii pe tot parcursul intervalului de scurgere, trebuie să înțelegem pe deplin procesele care au loc în cele mai moderne motoare.

Designul motorului necesită teste suplimentare

Pentru a respecta reglementările privind emisiile de NOx, producătorii de motoare au introdus mai întâi sistemele de recirculare a gazelor de eșapament (EGR). Sistemul de recirculare (realimentare) a gazelor de eșapament contribuie la acumularea de funingine în carter, iar la majoritatea motoarelor fabricate înainte de 2010, contaminarea cu funingine a uleiurilor scurse a fost de 4-6%. Acest lucru a condus la dezvoltarea uleiurilor API CJ-4 care ar putea rezista la contaminarea grea cu funingine și nu prezintă o creștere excesivă a vâscozității.

Cu toate acestea, pentru a îndeplini cerința pentru un gaz de eșapament aproape fără NOx, producătorii echipează acum motoarele moderne cu sisteme mai sofisticate de posttratare a gazelor de evacuare, inclusiv sisteme de reducere catalitică selectivă (SCR). Această tehnologie inovatoare oferă performanțe mai eficiente ale motorului și reduce foarte mult formarea de funingine în comparație cu motoarele anterioare 2010, ceea ce înseamnă că contaminarea cu funingine are acum un efect neglijabil asupra vâscozității uleiului.

Aceste schimbări, împreună cu alte progrese semnificative în tehnologia motoarelor, înseamnă că acum este important să se exploreze potențialul pachetelor comerciale de aditivi modificatori de vâscozitate care sunt adăugate uleiurilor moderne API CJ-4 utilizate în acele motoare care îndeplinesc noile reglementări privind emisiile.

În același timp, este necesar să înțelegem dacă testele de laborator pe care le folosim pentru a evalua performanța lubrifianților sunt încă eficiente și se corelează bine cu rezultatele efective ale utilizării acestor materiale în motoarele moderne.

Una dintre cele mai importante proprietăți ale unui ulei este reținerea vâscozității sale pe tot parcursul intervalului de scurgere și este mai important ca niciodată să înțelegem funcția unui modificator de vâscozitate în uleiurile multigrade. Având în vedere acest lucru, Infenium a efectuat o serie de teste de laborator și de teren ale unui modificator de vâscozitate (denumit în continuare MV) pentru a investiga în detaliu performanța lubrifianților moderni.

Test de teren de protecție la uzură

Prima etapă a lucrării de cercetare a fost stabilirea caracteristicilor de performanță ale lubrifiantului atunci când este aplicat în teren. Pentru a face acest lucru, Infineum a efectuat un test pe teren cu diferite tipuri de MW pentru uleiuri cu vâscozitate diferite. Motoarele folosite au fost motoare foarte rezistente la forfecare și cu funingine scăzută, modele tipice găsite în camioanele moderne sau echipamentele grele.

Cele mai populare două tipuri de MF sunt copolimerii hidrogenați de stiren-butadienă (HBR) și copolimerii de olefină (SPO). Gradele de vâscozitate SAE 15W-40 și 10W-30 utilizate în test au conținut acești polimeri și au fost formulate din uleiuri de bază din Grupa II cu un pachet de aditivi conform API CJ-4. În timpul testului, uleiurile au fost schimbate la intervale de aproximativ 56 km, moment în care au fost prelevate probe, care au fost testate pentru o serie de parametri. Primul a fost că toate uleiurile utilizate au păstrat atât vâscozitatea cinematică la 100°C, cât și vâscozitatea de forfecare înaltă la temperatură înaltă la 150°C (HTHS), indiferent de conținutul MW.

De asemenea, s-a acordat o atenție deosebită produselor metalice de uzură, deoarece uleiurile cu vâscozitate scăzută sunt utilizate pentru a asigura o economie adecvată de combustibil, iar unii producători și-au exprimat îngrijorarea cu privire la capacitatea acestor uleiuri cu vâscozitate scăzută de a proteja în mod adecvat împotriva uzurii. Cu toate acestea, în timpul testării, nu au existat probleme de uzură cu nicio probă de ulei, măsurată prin conținutul de metal de uzură al uleiului uzat - nicio diferență reală între uleiurile de diferite tipuri de MW sau diferite vâscozități.

Toate uleiurile utilizate în testul pe teren au fost destul de eficiente în protejarea împotriva uzurii pe tot parcursul testului. De asemenea, pe parcursul întregului interval de schimbare a uleiului, a existat o scădere minimă a vâscozității.

Viitoarele uleiuri PC-11

Cu toate acestea, vâscozitatea lubrifianților continuă să scadă și este important să ne pregătim pentru următoarea generație de uleiuri de motor. În America de Nord a fost adoptată categoria PC-11, în cadrul căreia este introdusă o nouă subcategorie „eficientă din punct de vedere al combustibilului”, PC-11 B. Uleiurile corespunzătoare acesteia ca vâscozitate vor fi clasificate ca SAE xW-30 cu o vâscozitate dinamică la temperatură ridicată (150 ° C) și forfecare de mare viteză (HTHS) 2,9-3,2 mPa s.

Pentru a evalua condițiile prealabile pentru apariția viitoare a uleiurilor PC-11, mai multe probe de testare au fost amestecate astfel încât vâscozitatea lor la temperatură ridicată la viteză mare de forfecare să fie de 3,0-3,1 mPa·s. Au trecut 90 de cicluri ale testului Kurt Orban și după aceea au fost măsurate vâscozitatea lor cinematică (CV 100) și vâscozitatea la temperatură ridicată la viteză mare de forfecare (vâscozitatea HTHS la 150°C). Relația HTHS-CV pentru aceste uleiuri este similară cu cea observată pentru uleiurile cu vâscozitate ridicată la temperatură ridicată la viteză mare de forfecare. Cu toate acestea, deoarece aceste probe se află la capătul inferior al gradelor de vâscozitate SAE, după forfecare, CV100 lor este mai probabil să scadă sub limita gradului de vâscozitate decât vâscozitatea HTHS. Aceasta înseamnă că atunci când se dezvoltă uleiuri PC-11 B, va fi mai important să se mențină KB100 în limitele gradului de vâscozitate pentru vâscozitatea cinematică la 100°C decât să se mențină vâscozitatea HTHS la 150°C.

Rezultatul unor astfel de teste arată că pierderea de vâscozitate poate depinde de vâscozitatea și tipul de ulei de bază, de vâscozitatea lubrifiantului și de concentrația polimerului. În plus, este clar că uleiurile cu vâscozitate mai mică au o stabilitate mai bună la forfecare a polimerului chiar și la 90 de cicluri în testul Kurt Orban.

Compararea rezultatelor testelor pe teren și pe banc

Pentru a confirma rezultatele obținute în laborator, Infenium a analizat probe intermediare și probe prelevate după intervalul de înlocuire de 56 km în testele de teren. O comparație a datelor de testare pe banc și pe teren arată că metoda ASTM face posibilă prezicerea cu precizie a forfecarea polimerului pe teren, chiar și în motoarele diesel cu accelerație ridicată de astăzi.

Acest studiu arată că se poate fi încrezător că testul pe banc de ciclu Kurt Orban 90 este un bun indicator al pierderii de vâscozitate și al reținerii gradului de vâscozitate la care se poate aștepta atunci când uleiurile sunt utilizate în motoarele diesel moderne.

În opinia noastră, deoarece lubrifianții sunt proiectați nu numai pentru a oferi protecție împotriva uzurii, ci și pentru a reduce consumul de combustibil, este important nu numai să alegeți un modificator de vâscozitate a cărui compoziție și structură va oferi o stabilitate ridicată la forfecare, ci și să acordați o mare atenție vâscozitatea cinematică .

Cum funcționează un modificator de vâscozitate?

Este posibil să fi dat peste o „bidon roșu de ulei” - povestea de groază a unui automobilist, unul dintre cele mai probabile motive pentru apariția sa este distrugerea ireversibilă a modificatorului de vâscozitate. O scădere lină a presiunii în motor pe durata de viață a uleiului indică, de asemenea, o distrugere neplanificată a polimerului (MB).

Din păcate, acest lucru nu se întâmplă atât de rar, din cauza faptului că toate componentele pentru crearea uleiului de motor (și nu numai de motor) sunt pe piața liberă, pe lângă uleiul de bază și un pachet de aditivi care conține produse gata făcute care îndeplinesc producătorii. ', puteți găsi și modificatori de vâscozitate la vânzare.

Există o singură problemă - baza de materie primă din care va fi formulat produsul finit variază foarte mult ca calitate, iar studiile de stabilitate a produsului pot dura multe luni (probe pe mare) și fonduri semnificative.

Nicio analiză organoleptică, nici gust, nici culoare, nici miros, nu va ajuta consumatorul să separe un produs de calitate de unul de calitate scăzută. Consumatorul poate avea încredere numai în producător și, prin urmare, ar trebui să aleagă cu atenție producătorul uleiului de bază și al aditivilor. Tehnologia potrivită nu este doar adăugarea de aditivi, ci și lucrul la toate materiile prime.

Chevron face mai mult decât să creeze uleiuri de bază exclusive. Specialiștii corporației dezvoltă și sisteme unice de aditivi, care oferă lubrifianților Texaco proprietăți de performanță excelente. Holdingul Chevron include propria sa divizie pentru dezvoltarea și producția de aditivi - aceasta este Chevron Oronite. Activitățile de cercetare și dezvoltare ale companiei sunt concentrate în Ghent (Belgia), unde în 1993 a fost deschis un centru tehnologic complet nou, dotat cu cele mai moderne echipamente, laboratoarele centrului efectuând sute de mii de analize de ulei pe an pentru a furniza asigurarea calitatii catre consumator.

Ca modificatori de vâscozitate se folosesc peroxizii organici și alții, care măresc sau scad vâscozitatea polimerului. Modificatorii de vâscozitate includ agenți de reticulare.

Izocianați se găsesc într-un număr de materiale industriale cunoscute sub numele de poliuretani. Ele formează un grup de derivați neutri ai aminelor primare cu formula generală R-N=C=O.

Izocianați cei mai des utilizați sunt 2,4-toluen diizocianatul, toluen 2,6-diizocianatul și difenilmetan 4,4"-diizocianatul. Mai puțin utilizați sunt hexametilen diizocianatul și 1,5-naftilen diizocianatul.

Izocianații reacționează spontan cu compușii care conțin atomi de hidrogen activ, care migrează la azot. Compușii care conțin grupări hidroxil formează în mod spontan esteri de dioxid de carbon substituit sau de uretan.

Principala aplicație a izocianaților este sinteza poliuretanilor în produsele industriale.

Datorită durabilității și rezistenței lor, metilen 2 (4-fenilizocianat) și 2,4-toluen diizocianat sunt utilizate în acoperiri pentru avioane, cisterne și remorci.

Metilen-bis-2 (4-fenilizocianat) este utilizat pentru a lipi cauciucul și viscoza sau nailonul, precum și în producția de acoperiri de lac poliuretanic, care pot fi utilizate în unele piese auto și în producția de piele lacuită.

2,4-Toluen diizocianatul este utilizat în acoperiri poliuretanice, chit și finisaje pentru podele și produse din lemn, vopsea și agregate de beton. Se aplică, de asemenea, la producerea de spume poliuretanice și elastomeri poliuretanici în etanșări ceramice pentru țevi și materiale acoperite.

Ciclohexanul este un agent structural în fabricarea materialelor dentare, a lentilelor de contact și a adsorbanților medicali. Se găsește și în vopseaua auto.

Modificatori de viscozitate a betonului (stabilizatori)

Datorită unei compoziții special formulate, modificatorii de vâscozitate a amestecului de beton permit betonului să atingă o vâscozitate optimă, oferind echilibrul potrivit între agilitate și rezistență la delaminare - proprietăți opuse care apar atunci când se adaugă apă.

La sfârșitul anului 2007, BASF Construction Chemicals a introdus o nouă dezvoltare, tehnologia de amestec de beton Smart Dynamic ConstructionTM, concepută pentru a moderniza betonul P4 și P5 la o calitate superioară. Betonul produs în conformitate cu această tehnologie are toate proprietățile betonului autocompactant, în timp ce procesul de producere a acestuia nu este mai complicat decât cel al betonului convențional.

Noul concept răspunde nevoii din ce în ce mai mare de azi de amestecuri de beton mai flexibile și oferă o gamă largă de beneficii:

Economic: datorită procesului unic care are loc în beton, liantul și materialele de umplutură cu o fracțiune sunt economisite<0.125mm. Стабильная и высокоподвижная бетонная смесь является практически самовыравнивающейся и при укладке не требует уплотнения. Процесс укладки достаточно прост, чтобы производиться при помощи одного оператора, что экономит до 40% рабочего времени. Кроме того, процесс производства почти так же прост, как и изготовление обычного бетона, поскольку смесь малочувствительна к изменениям водосодержания, которые происходят по причине колебания уровня влажности заполнителей.

Mediu: Conținutul scăzut de ciment (mai puțin de 380 kg), a cărui producție este însoțită de emisia de CO2, crește compatibilitatea betonului cu mediul. În plus, datorită mobilității sale mari, betonul acoperă complet armătura, prevenind astfel coroziunea exterioară a acesteia. Această caracteristică crește durabilitatea betonului și, ca urmare, durata de viață a produsului din beton armat.

Ergonomic: Datorită proprietăților sale de autocompactare, acest tip de beton nu necesită utilizarea de vibro-compactare, ceea ce ajută lucrătorii să evite zgomotul și vibrațiile dăunătoare sănătății. În plus, compoziția amestecului de beton oferă betonului o rigiditate scăzută, crescând lucrabilitatea acestuia.

Atunci când amestecului de beton se adaugă un aditiv stabilizator, pe suprafața particulelor de ciment se formează un microgel stabil, care asigură crearea unui „schelet de susținere” în pasta de ciment și previne delaminarea amestecului de beton. În același timp, „scheletul de rulment” rezultat permite agregatului (nisip și piatră zdrobită) să se miște liber și astfel lucrabilitatea amestecului de beton nu se modifică. Această tehnologie a betonului auto-compactant face posibilă betonarea oricăror structuri cu armătură densă și forme geometrice complexe fără utilizarea vibratoarelor. Amestecul în procesul de așezare se autocompactă și stoarce aerul antrenat.

Materiale:

RheoMATRIX 100
Aditiv de înaltă performanță modificator de viscozitate (VMA) pentru beton turnat
Descriere tehnică RheoMATRIX 100

MEYCO TCC780
Modificator lichid de vâscozitate pentru a îmbunătăți pompabilitatea betonului (sistem de control al consistenței totale).
Descriere tehnică MEYCO TCC780

Cum obține un producător indicele de vâscozitate SAE necesar? Cu ajutorul unor substanțe speciale - modificatori de vâscozitate, care se adaugă în ulei. Ce modificatori sunt, cum diferă și în ce produse sunt utilizați - citiți acest material.

Sarcina principală a MV (modificatori de vâscozitate) este de a reduce dependența vâscozității uleiurilor de automobile de regimul de temperatură ambientală datorită proprietăților moleculelor de MV. Acestea din urmă sunt structuri polimerice care răspund la schimbările de temperatură. În termeni simpli, pe măsură ce gradul crește, moleculele MV se „dizolvă”, crescând vâscozitatea întregului „cocktail de ulei”. Și când sunt coborâte, se „pliază”.

Prin urmare, structura chimică și dimensiunea moleculelor sunt cele mai importante elemente ale arhitecturii moleculare a modificatorilor. Există multe tipuri de astfel de aditivi, alegerea depinde de circumstanțele specifice. Toți modificatorii de vâscozitate produși astăzi sunt compuși din lanțuri de carbon alifatice. Principalele diferențe structurale sunt în grupurile laterale, care diferă atât din punct de vedere chimic, cât și ca dimensiune. Aceste modificări în structura chimică a MW oferă diferite proprietăți ale uleiurilor, cum ar fi capacitatea de îngroșare, dependența de viscozitate-temperatură, stabilitatea la oxidare și caracteristicile economiei de combustibil.

Poliizobutilena (PIB sau polibutenă) au fost modificatorii de vâscozitate predominanți la sfârșitul anilor 1950, de atunci modificatorii PIB au fost înlocuiți cu alte tipuri de modificatori, deoarece de obicei nu oferă performanțe satisfăcătoare la temperatură scăzută și performanță motorului diesel. Cu toate acestea, PIB-urile cu greutate moleculară mică sunt încă utilizate pe scară largă în uleiurile de viteze pentru automobile.
Polimetilacrilat (PMA) – modificatorii de vâscozitate PMA conțin lanțuri laterale de alchil care împiedică formarea cristalelor de ceară în ulei, oferind astfel proprietăți excelente la temperaturi scăzute.

Copolimerii de olefină (OCP) - modificatorii de vâscozitate OCP sunt utilizați pe scară largă în uleiurile de motor datorită costului scăzut și performanței satisfăcătoare. Sunt disponibile diverse OCP, care diferă în principal prin greutatea moleculară și raportul etilenă/propilenă. Esteri ai unui copolimer de stiren și anhidridă maleică (eteri de stiren) - eteri de stiren - modificatori de vâscozitate multifuncționali de înaltă eficiență. Combinația diferitelor grupări alchil conferă uleiurilor care conțin acești aditivi proprietăți excelente la temperatură joasă. Modificatorii de vâscozitate din stiren au fost utilizați în uleiurile de motor eficiente din punct de vedere energetic și sunt încă utilizați în uleiurile de transmisie automată. Copolimerii saturați stiren-dienă - modificatorii pe bază de copolimeri hidrogenați ai stirenului cu izopren sau butadienă contribuie la economia de combustibil, la caracteristici bune de vâscozitate la temperaturi scăzute și la proprietăți la temperaturi ridicate. Polistireni radiali saturati (STAR) Modificatorii bazați pe modificatori de vâscozitate din polistiren radial hidrogenat prezintă o rezistență bună la forfecare la un cost de procesare relativ scăzut în comparație cu alte tipuri de modificatori de vâscozitate. Proprietățile lor la temperatură scăzută sunt similare cu cele ale modificatorilor OCP.