내마모 첨가제: 주요 유형, 작용 메커니즘 및 윤활제 사용 

윤활유 작동 중에 마찰 표면은 하중, 온도 및 상대 운동에 노출됩니다. 유막이 두 금속 표면을 완전히 분리하지 않으면 미세 불규칙성이 접촉될 수 있습니다. 이로 인해 마찰이 증가하고 마모가 발생하며 심한 경우 장비 부품이 손상될 수 있습니다.

마모 방지 첨가제- 윤활제 제제의 중요한 기능적 구성 요소. 이는 주로 경계 및 혼합 윤활 조건에서 작동하도록 설계되었습니다. 금속 표면에 보호막이 형성되면 금속 표면 간의 직접적인 접촉을 줄이고 부품 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다. 내마모 첨가제의 다양한 화학적 유형은 반응 메커니즘과 보호층 형성 특성이 다릅니다. 따라서 선택할 때 기유의 특성, 장비 작동 조건 및 제형 요구 사항을 고려할 필요가 있습니다.

이 기사에서는 마모 방지 첨가제의 주요 유형, 작용 메커니즘, 마모 방지 첨가제와 극압 첨가제의 차이점에 대해 설명합니다. 이는 산업용 윤활유에서의 역할을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

1. 내마모 첨가제란 무엇입니까?

마모 방지 첨가제마찰 표면의 마모를 줄이기 위해 고안된 윤활제의 기능성 구성 요소입니다. 경계 윤활 및 혼합 윤활 조건에서 가장 활발하게 작동합니다.

완전 유체역학 모드에서는 마찰 표면 사이에 연속적인 유막이 형성되어 금속이 직접 접촉하는 것을 방지합니다. 그러나 장비의 시동 및 정지 시에는 회전 속도가 낮거나 부하가 높거나 윤활제 공급이 부족할 경우 유막 두께가 감소할 수 있습니다. 특정 영역에서는 금속 표면의 미세 거칠기 사이에 접촉이 발생합니다.

이러한 조건에서 내마모 첨가제는 물리적 흡착이나 화학적 반응을 통해 금속에 보호 경계막을 형성할 수 있습니다. 이는 미세 거칠기의 직접적인 상호 작용을 줄이고 마찰과 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다.

기본 기능마모 방지 첨가제:

• 금속 표면의 마모가 감소합니다.접촉 영역에 보호막이 형성되면 금속 표면 간의 직접적인 상호 작용 가능성이 줄어듭니다.
• 향상된 경계 윤활.오일막이 마찰 표면을 완전히 분리하지 않는 경우에도 추가적인 보호 기능이 유지됩니다.
• 마찰 손실 감소.일부 구성 요소는 인터페이스의 전단 특성을 향상시킵니다.
• 장비 수명이 늘어납니다.중요한 부품의 마모를 줄이면 메커니즘의 안정적인 작동을 유지하는 데 도움이 됩니다.

동시에, 마모 방지 첨가제는 기유에 의해 형성된 유막을 대체하지 않습니다. 그 효과는 구성 요소의 화학적 구조, 제제의 구성 및 장비의 작동 조건에 따라 달라집니다.

2. 마모 방지 첨가제의 작용 메커니즘

주요 작용 메커니즘은 화학 반응의 결과로 흡착막이 형성되고 보호층이 형성되는 것입니다.

2.1. 흡착막 형성

일부 극성 유기 화합물에는 금속 표면과 상호작용할 수 있는 작용기가 포함되어 있습니다. 윤활유가 마찰 영역에 들어가면 이러한 분자는 금속에 흡착되어 특정 윤활 특성을 갖는 경계층을 형성합니다.

이 화합물 그룹에는 다음이 포함됩니다.

• 지방산 및 그 유도체;
• 알코올;
• 에스테르;
• 극성 작용기를 갖는 기타 유기 화합물.

일반적으로 분자의 극성 부분은 금속 표면과 상호 작용하고 비극성 부분은 윤활제 또는 이웃 분자쪽으로 향합니다. 생성된 흡착층은 접촉 특성을 변화시키고 마찰과 표면 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다.

2.2. 화학반응으로 보호막 형성

온도, 압력 및 마찰의 영향으로 일부 내마모 첨가제는 금속 표면 또는 산화물 층과 화학적으로 반응합니다. 그 결과 보호반응막이 형성된다.

이러한 필름에는 인산염, 황화물 및 기타 무기 반응 생성물이 포함될 수 있습니다. 마찰 중 특정 전단 효과를 견딜 수 있어 금속 표면의 직접적인 접촉을 줄일 수 있습니다.

이 그룹의 일반적인 대표자는 다음과 같습니다.

• 유기 인 화합물;
• 유기 황 화합물;
• 유기 몰리브덴 화합물;
• 아연 디알킬디티오포스페이트(ZDDP).

다양한 구성 요소로 형성된 보호 필름은 두께, 화학 성분, 열 안정성 및 내하력이 다릅니다. 따라서 첨가제의 이름만으로 내마모성을 평가하는 것만으로는 충분하지 않습니다.

3. 내마모 첨가제의 주요 종류와 특징

3.1. 산소 함유 유기 화합물

이 그룹에는 지방산, 알코올 및 에스테르가 포함됩니다. 극성 그룹의 존재로 인해 이러한 화합물은 금속 표면에 흡착되어 경계 윤활막을 형성할 수 있습니다.

일부 카르복실산은 금속과 반응하여 금속 비누를 형성할 수 있습니다. 특정 조건에서 이러한 표면층은 접점의 윤활성을 향상시키고 마찰과 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다.

그 효과는 분자 사슬의 길이, 극성 그룹의 유형, 금속 표면의 특성 및 작동 온도에 따라 달라집니다.

3.2. 유기 인 화합물

유기 인 화합물은 마모 방지 제제의 기능성 성분으로 널리 사용됩니다. 일부 인산염 에스테르는 금속 표면과 반응하여 인을 함유한 보호막을 형성할 수 있습니다.

화합물의 화학 구조와 반응 조건에 따라 이러한 필름의 조성에는 인산 철 및 기타 인 함유 제품이 포함될 수 있습니다. 두께, 구조 및 기계적 특성은 첨가제의 구성, 온도, 표면 상태 및 윤활 조건에 따라 달라집니다.

유기 인 화합물의 주요 기능:

• 금속 표면에 반응성 보호막을 형성하는 단계;
• 경계 윤활 조건 하에서 내마모 특성 개선;
• 필요한 윤활 특성을 달성하기 위해 다른 구성 요소와 결합하여 사용합니다.

일부 인산염 에스테르에는 부식 방지 또는 기타 추가 특성이 있을 수도 있습니다. 그러나 구체적인 효과는 물질의 화학 구조와 완성된 제제의 테스트 결과에 따라 결정됩니다.

3.3. 유기 몰리브덴 화합물

유기 몰리브덴 화합물은 내마모 특성과 마찰 감소의 조합이 필요한 윤활유 제제에 관심이 있습니다.

가장 유명한 대표자는 다음과 같습니다.

• MoDTC- 몰리브덴 디티오카바메이트;
• MoDTP- 몰리브덴 디티오포스페이트.

적절한 온도 조건과 마찰 하에서 일부 유기 몰리브덴 화합물은 마찰 표면에 이황화 몰리브덴(MoS2) 및 기타 몰리브덴 함유 반응 생성물을 형성할 수 있습니다.

MoS2는 전단강도가 낮아 접촉면의 미끄러짐이 향상됩니다. 따라서 이러한 구성 요소는 마찰 계수를 줄이는 것이 중요한 제제에 사용됩니다.

유기 몰리브덴 화합물은 또한 ZDDP 및 기타 제제 구성 요소와 상호 작용할 수 있습니다. 이러한 상호 작용은 반응막 형성 과정과 최종 특성에 영향을 미칩니다. 결과는 윤활유의 구성과 작동 조건에 따라 달라집니다.

3.4. 아연 디알킬디티오포스페이트(ZDDP)

ZDDP는 널리 사용되는 다기능 윤활 첨가제 중 하나입니다. 이는 마모 방지 및 항산화 특성을 모두 갖고 있으며 많은 모터 오일의 중요한 구성 요소입니다.

마찰 표면의 접촉 영역에서 ZDDP는 열 또는 마찰 화학 반응을 일으키고 그 결과 인, 황 및 아연을 포함하는 보호막이 금속 위에 형성됩니다. 이 필름은 복잡한 유리와 같은 구조와 특정 두께를 가지고 있어 마찰 중에 금속 표면을 보호합니다.

ZDDP의 내마모 효과는 주로 알킬기의 구조에 의해 결정됩니다. 중요한 것은 알킬기의 유형(1차 또는 2차), 탄소 사슬의 길이 및 분기 정도입니다. 구조가 다른 첨가제는 반응성, 필름 형성 속도 및 열 안정성이 다를 수 있습니다.

제제를 개발할 때 ZDDP의 마모 방지 및 항산화 특성뿐만 아니라 다른 구성 요소와의 호환성은 물론 엔진 배기 가스 후처리 시스템의 요구 사항과 관련된 인 함량 제한도 고려해야 합니다.