Диорганилтетрасульфиды как противоизносные и противозадирные присадки к смазочным маслам
Диорганилтетрасульфиды как противоизносные и противозадирные присадки к смазочным маслам.
Ю.А. Сангалов1, С.Н. Лакеев2, С.Г. Карчевский2, И.О. Майданова2
1. Институт нефтехимии и катализа Академии наук республики Башкортостан и Уфимского научного центра РАН, 450075, г. Уфа, Проспект Октября, 141, факс (347) 231-27-50.
2. ООО «Инновационный центр «Химические Технологии и Оборудование», 450054, г. Уфа, пр. Октября, 69, факс (347) 235-62-38, 235-59-83, Е-mail: chemteq@mail.ru
Аннотация
Предложен метод получения диорганилтетрасульфидов, характеризующихся высоким уровнем смазывающих свойств в композициях базовых масел. По противоизносным и противозадирным свойствам синтезированные соединения превосходят известные диорганилдисульфидные присадки.
Эксплуатация современной и вновь создаваемой техники, в частности автомобильного транспорта невозможна без высококачественных смазочных материалов. Последние, как правило, используются в сочетании с различными присадками, улучшающими свойства масел. Среди присадок важную группу составляют те, которые защищают смазываемые маслом поверхности и среди них – противоизносные и противозадирные присадки. В основном это соединения фосфора или серы или их сочетания. Исторически одним из главных способов получения серосодержащих присадок к маслам являлась реакция осернения органических соединений различных классов элементной серой при повышенных температурах [1]. При этом образуются сероорганические соединения с различным содержанием серы, растворимые в маслах (обязательное требование к присадкам). Однако этим методом трудно синтезировать индивидуальные стандартные соединения, поэтому более предпочтительным является синтез серосодержащих присадок, исходя из доступных соединений определенного строения. К ним относятся в частности диалкилдисульфиды с одинаковыми или различными органическими радикалами, получаемые каталитическим взаимодействием алкилмеркаптанов с алкилгалогенидами в присутствии серы и щелочи [2]. Действие указанных соединений в качестве присадок основано на легком расщеплении связи S-S и образовании на поверхности металла защитного слоя из сульфида железа.
Полагая, что удлинение цепочки из атомов серы увеличивает ее реакционную способность за счет уменьшения энергии связи S-S [3], мы предложили в качестве потенциальных присадок диорганилтетрасульфиды с различными органическими радикалами: (C6H13)2S4, (C10H21)2S4, (C6H5CH2)2S4, (i-C3H7OOCCH2)2S4, (n-C4H9OOCCH2)2S4, (n-C7H15OOCCH2)2S4, (C8H17OOCCH2)2S4. Синтез приведенных соединений осуществлялся простым и удобным способом – взаимодействием тетрасульфида натрия с алкилгалогенидами в неводной среде при температуре 20-70°С. Исследования смазывающих свойств диорганилтетрасульфидов определялись на четырехшариковой машине трения в базовой основе масел с кинематической вязкостью класса 100 по ISO. Добавки вводились в концентрации, обеспечивающей содержание серы в композиции на уровне 0,6-0,7% мас., при которой эффективно работают редукторные масла с товарными противозадирными присадками.
Значение характерных параметров, по которым можно судить о смазывающих свойствах тетрасульфидных присадок в сравнении с дисульфидными, приведены в таблице.
Наименование показателя |
Значение |
|
R2S4 |
R2S2 |
|
Индекс задира, кгс |
60-77 |
40-66 |
Критическая нагрузка, кгс |
100-130 |
90-126 |
Нагрузка сваривания, кгс |
400-530 |
280-400 |
Из таблицы видно, что диорганилтетрасульфиды отличаются более высоким уровнем показателей, чем диорганилдисульфиды, причем в отсутствии присадок показатели масел хуже в 2-3 раза. Как и в случае дисульфидных соединений, применение тетрасульфидов требует обязательного подбора антиокислительных и антикоррозионных присадок.
Были получены также диорганилтетрасульфиды, содержащие хлор и гидроксильные группы в органическом радикале. Эти соединения могут представлять интерес как с точки зрения усиления противоизносных (противозадирных) свойств, так и с точки зрения их использования в композициях водных смазочно-охлаждающих жидкостей для процессов металлообработки.
Литература