KSZTAŁTOWANIE WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWYCH EKOLOGICZNYCH BAZ OLEJOWYCH ZŁOŻONYCH Z OLEJU RZEPAKOWEGO I PRODUKTÓW JEGO TRANSESTRYFIKACJI

Podobne dokumenty
OCENA PRZYDATNOŚCI SUROWCÓW ROŚLINNYCH DO KOMPONOWANIA EKOLOGICZNYCH OLEJÓW FORMIERSKICH

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 170

Wprowadzenie Metodyki badawcze

Monitorowanie stabilności oksydacyjnej oleju rzepakowego na

OCENA SMARNOŚCI MIESZANIN ESTRÓW METYLOWYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OTRZYMYWANYCH Z OLEJÓW ROŚLINNYCH W OLEJU NAPĘDOWYM

WPŁYW NIEKONWENCJONALNYCH DODATKÓW: α BN, SFR I POLY TFE NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNOŚCIOWE I REOLOGICZNE OLEJU BAZOWEGO

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH WYTWORZONYCH NA MODYFIKOWANYCH OLEJACH ROŚLINNYCH

Hydrol L-HM/HLP 22, 32, 46, 68, 100, 150

OCENA ODDZIAŁYWAŃ POMIĘDZY EKOLOGICZNYM DODATKIEM SMARNYM I DODATKAMI PRZECIWUTLENIAJĄCYMI W SYNTETYCZNEJ BAZIE OLEJOWEJ

PORÓWNANIE SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA WYBRANYCH BIODODATKÓW I KLASYCZNEJ WIELOFUNKCYJNEJ SUBSTANCJI USZLACHETNIAJĄCEJ

WPŁYW RODZAJU CIECZY BAZOWEJ SMARÓW PLASTYCZNYCH NA ZUŻYCIE ZMĘCZENIOWE MODELOWEGO WĘZŁA TARCIA

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2 W OBECNOŚCI PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

Hydrauliczny olej premium dla przemysłu

OCENA ODPORNOŚCI NA UTLENIANIE ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH KOMPOZYCJI OLEJU ROŚLINNEGO

MOŻLIWOŚĆ ZASTOSOWANIA BIODEGRADOWALNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH W EKSPLOATACJI MASZYN ROBOCZYCH

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2

WYBRANE METODY MODYFIKACJI ASFALTÓW. Prof. dr hab. inż. Irena Gaweł emerytowany prof. Politechniki Wrocławskiej

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 22 stycznia 2009 r. w sprawie wymagań jakościowych dla biopaliw ciekłych 2)

BIODEGRADOWALNE OLEJE SMAROWE DO PRZELOTOWYCH UKŁADÓW SMAROWANIA

WPŁYW PROMIENIOWANIA ULTRAFIOLETOWEGO NA LEPKOŚĆ OLEJÓW SMAROWYCH

Hydraulic SyntWay Syntetyczny olej hydrauliczny dla przemysłu

Wpływ dodatku Molyslip 2001E na właściwości. przeciwzużyciowe olejów silnikowych

Przedsiębiorstwo DoświadczalnoProdukcyjne spółka z o.o. w Krakowie AGROX. ekologiczne oleje i smary dla. ROLNICTWA i LEŚNICTWA

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1. (54) O lej silnikowo-przekładniowo-hydrauliczny BUP 17/96

BADANIE STABILNOŚCI WŁAŚCIWOŚCI INHIBITOWANYCH KOMPOZYCJI OLEJOWYCH PO TESTACH PRZYSPIESZONEGO UTLENIANIA

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1275 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

Korelacja wyników badań stabilności oksydacyjnej biopaliw silnikowych uzyskanych za pomocą testu Rancimat oraz Petrooxy

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

BADANIE SMARNOŚCI OLEJU NAPĘDOWEGO Z DODATKIEM ESTRÓW OLEJU RZEPAKOWEGO PRZY UŻYCIU APARATU HFRR

WPŁYW PALIWA RME W OLEJU NAPĘDOWYM NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE W SKOJARZENIU STAL ALUMINIUM

PL B1. POLWAX SPÓŁKA AKCYJNA, Jasło, PL BUP 21/12. IZABELA ROBAK, Chorzów, PL GRZEGORZ KUBOSZ, Czechowice-Dziedzice, PL

WPŁYW EPOKSYDOWANYCH OLEJÓW SOJOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE I FIZYKOCHEMICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ CRN W WARUNKACH TARCIA MIESZANEGO

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: RBM ET-s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

SMAROWANIE. Może także oznaczać prostą czynność wprowadzania smaru pomiędzy trące się elementy.

Badania tribologiczne dodatku MolySlip 2001G

Opis modułu kształcenia Materiałoznawstwo paliw ciekłych

Ocena produktów przetwarzania olejów roślinnych pochodzących z małej agrorafinerii metodami chromatograficznymi

WPŁYW DODATKU NA WŁASNOŚCI SMAROWE OLEJU BAZOWEGO SN-150

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)188540

POPRAWKA do POLSKIEJ NORMY PN-EN 14214:2004/AC

T R I B O L O G I A 35. Rafał KOZDRACH *, Jolanta DRABIK*, Ewa PAWELEC*, Jarosław MOLENDA*

Opis modułu kształcenia Materiałoznawstwo paliw

PLAN BADANIA BIEGŁOŚCI / PORÓWNANIA MIĘDZYLABORATORYJNEGO (niepotrzebne skreślić) NR 17/2015

Shell Morlina S4 B 220 Zaawansowany przemysłowy olej łożyskowy i obiegowy

OCENA WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH PALIW POCHODZENIA ROŚLINNEGO I NAFTOWEGO

Seria Mereta Syntetyczne, przemysłowe oleje obiegowe i przekładniowe

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

WYTWÓRNIA. Wytwórnia Bioagra-Oil S.A. składa się z 2 sekcji: 1. Sekcja produkcji estrów metylowych o wydajności ton / rok.

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

WSPÓŁODDZIAŁYWANIE DODATKÓW TECHNOLOGICZNYCH ZAWARTYCH W OLEJACH HANDLOWYCH Z PREPARATEM EKSPLOATACYJNYM O DZIAŁANIU CHEMICZNYM

Opis modułu kształcenia Materiałoznawstwo środków smarowych

Ocena właściwości tribologicznych paliw roślinnych w aspekcie wpływu na proces zużycia aparatury wtryskowej silników o zapłonie samoczynnym

Opis produktu. Zalety

BADANIA WPŁYWU PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM NA WŁASNOŚCI SMARNE OLEJU OBIEGOWEGO STOSOWANEGO W SILNIKACH OKRĘTOWYCH

ESTRY METYLOWE POCHODZENIA ZWIERZĘCEGO JAKO PALIWO ROLNICZE. mgr inż. Renata Golimowska ITP Oddział Poznań

Wpływ polimeryzacji termicznej oleju rzepakowego na jego właściwości smarne i stabilność chemiczną

Opis produktu. Zalety

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: STC s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

750 testów 200 ruchomych części silnika 100 ekspertów 1 LOTOS QUAZAR.

Emulex ES-12. A,, wydanie VII, data aktualizacji: r Przedsiębiorstwo Modex-Oil

Wpływ paliw estrowych na procesy utleniania oleju silnikowego w czasie eksploatacji

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI. z dnia 9 grudnia 2008 r. w sprawie wymagań jakościowych dla paliw ciekłych. (tekst jednolity)

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

Biopaliwo do silników z zapłonem samoczynnym i sposób otrzymywania biopaliwa do silników z zapłonem samoczynnym. (74) Pełnomocnik:

Pierwszy olej zasługujący na Gwiazdę. Olej silnikowy marki Mercedes Benz.

BADANIA SMARNOŚCI WYBRANYCH PALIW ZASTĘPCZYCH STOSOWANYCH W TRANSPORCIE SAMOCHODOWYM

BADANIE WPŁYWU CHARAKTERU BAZY OLEJOWEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SMARÓW LITOWYCH INFLUENCE OF BASE OILS CHARACTER ON LITHIUM GREASES PROPERTIES

PL B1. Sposób oznaczania stężenia koncentratu syntetycznego w świeżych emulsjach chłodząco-smarujących

Analizy olejów smarnych z bloku 11 Enea Wytwarzanie Sp. z o.o.

Euro Oil & Fuel Biokomponenty w paliwach do silników Diesla wpływ na emisję i starzenie oleju silnikowego

TRANSTHERM Płyny niezamarzające do instalacji chłodniczych, klimatyzacyjnych, grzewczych, przeciwpożarowych, solarnych i pomp ciepła

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE I UŻYTKOWE ESTRÓW METYLOWYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH OLEJU RZEPAKOWEGO JAKO PALIWA SILNIKOWEGO

Ocena stabilności oksydacyjnej paliw do silników o zapłonie samoczynnym według projektowanych wymagań CEN

Wpływ FAME pochodzenia zwierzęcego na stabilność oksydacyjną olejów napędowych

ANALIZA PORÓWNAWCZA WŁASNOŚCI SMARNYCH OLEJU MASZYNOWEGO AN-46 PRZED I PO PROCESIE EKSPLOATACJI

Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł Energii Oleje resztkowe

WZÓR RAPORTU DLA KOMISJI EUROPEJSKIEJ. 1. Informacje dotyczące instytucji sporządzającej raport.

RHEOTEST Medingen Reometr RHEOTEST RN: Zakres zastosowań Smary

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH SMARU PLASTYCZNEGO MODYFIKOWANEGO PROSZKIEM PTFE I MIEDZI

Zagadnienia hydrokonwersji olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych do węglowodorowych bio-komponentów parafinowych (HVO)

HydraWay EE. Nowa generacja efektywnego energetycznie płynu hydraulicznego

ZAKŁAD POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH I SILNIKÓW SPALINOWYCH ZPSiSS WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

PORÓWNANIE KINETYKI TERMOOKSYDACJI MINERALNYCH I SYNTETYCZNYCH OLEJÓW TRANSFORMATOROWYCH

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

BADANIE PRZEMIAN CHEMICZNYCH OLEJÓW SMAROWYCH WYTWARZANYCH Z UDZIAŁEM SUROWCÓW ROŚLINNYCH

KOMPLEKSOWE PORÓWNANIE MODELOWYCH KOMPOZYCJI OLEJOWYCH NA BAZIE OLEJU MINERALNEGO, SYNTETYCZNEGO, BIAŁEGO I NATURALNEGO

DURON-E Heavy Duty Engine Oils

WPŁYW BIODODATKÓW OTRZYMANYCH Z ODPADOWYCH PRODUKTÓW RAFINACJI OLEJU RZEPAKOWEGO NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE ESTROWEGO OLEJU SMAROWEGO

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

Smary plastyczne europejskie normy klasyfikacyjne i wymagania jakościowe

WZÓR RAPORTU DLA RADY MINISTRÓW

Problemy z silnikami spowodowane zaklejonymi wtryskiwaczami Wprowadzenie dodatku do paliwa DEUTZ Clean-Diesel InSyPro.

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Kamil Lewandowski 1),2) Hubert Morańda 1) Bartosz Orwat 3) Jakub Szyling 3) Ireneusz Kownacki 3)

PL B1. Sposób oznaczania zawartości oleju przeciekowego w eksploatowanych wodno-olejowych emulsjach chłodząco-smarujących

Łódź, maja 1997 r. WPŁYW RODZAJU DODATKU USZLACHETNIAJĄCEGO OLEJ NA PRZEBIEG PROCESU SAMOSMAROWANIA ŁOŻYSKA POROWATEGO

OCENA WŁASNOŚCI SMARNYCH PALIW RZEPAKOWYCH EXAMINATION OF SAME RAPE FUEL LUBRICATION PERFORMANCES

ZESZYTY NAUKOWE NR 10(82) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Analiza zmian właściwości użytkowych olejów smarowych firmy BP w czasie ich eksploatacji

Transkrypt:

1-2007 PROBLEMY EKSPLOATACJI 187 Halina GIELO-KLEPACZ, Małgorzata KĄKOL, Krystyna ŁAGOWSKA, Tomasz GOŁĘBIOWSKI Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Warszawa Jarosław MOLENDA Instytut Technologii Eksploatacji PIB, Radom KSZTAŁTOWANIE WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWYCH EKOLOGICZNYCH BAZ OLEJOWYCH ZŁOŻONYCH Z OLEJU RZEPAKOWEGO I PRODUKTÓW JEGO TRANSESTRYFIKACJI Słowa kluczowe Olej rzepakowy, estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych (FAME), ekologiczne środki smarowe, właściwości użytkowe. Streszczenie W pracy zbadano możliwość sterowania kluczowymi właściwościami eksploatacyjnymi ekologicznych baz olejowych poprzez zmianę zawartości oleju rzepakowego i estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych (FAME). Stwierdzono, że istnieje zależność wielomianowa drugiego stopnia pomiędzy ilością poszczególnych składników bazy a jej lepkością kinematyczną oraz liniowa zależność pomiędzy zawartością komponentów a liczbą kwasową oleju bazowego. Ponadto wykazano, że na właściwości smarne i przeciwkorozyjne kompozycji nie ma wpływu ilość składników bazy olejowej. Stwierdzono także dobrą stabilność termooksydacyjną w łagodnych warunkach starzeniowych. Wprowadzenie Współczesne trendy światowe w zakresie intensyfikacji działań, dotyczących ochrony środowiska naturalnego, powodują wzrost zainteresowania wyko-

188 PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2007 rzystaniem olejów roślinnych i związków pochodnych do produkcji środków smarowych, zwłaszcza jeśli mają one bezpośredni kontakt z wodą, żywnością lub organizmami żywymi [1]. Oleje roślinne mogą być stosowane jako środki smarowe w formie naturalnej lub zmodyfikowanej, m.in. poprzez transestryfikację, epoksydację lub hydrogenację [2 4]. Charakteryzują się one doskonałą smarnością (znacznie lepszą niż oleje mineralne) [5 7] oraz bardzo wysokimi wskaźnikami lepkości (olej sojowy 223, oleje mineralne 90 100 [8]). Przy czym zmiany lepkości w funkcji temperatury nie są tak znaczne, jak w przypadku olejów mineralnych. Inną niewątpliwą zaletą olejów roślinnych jest wysoka temperatura zapłonu (olej sojowy 326 o C, oleje mineralne ok. 200 C [8]), niska toksyczność oraz łatwa biodegradowalność. Spośród dostępnych olejów roślinnych, o udowodnionej przydatności, najszersze zainteresowanie w krajach europejskich zyskał olej rzepakowy i jego pochodne, które mogą być stosowane jako oleje bazowe zarówno do komponowania ciekłych środków smarowych, jak również smarów plastycznych [9, 10]. Celem pracy było zbadanie możliwości sterowania parametrami eksploatacyjnymi ekologicznej bazy olejowej poprzez zmianę udziału ilościowego dwóch podstawowych komponentów, tj. oleju rzepakowego i estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych pochodzenia rzepakowego oraz określenie wpływu termooksydacji na wybrane właściwości użytkowe tych kompozycji. 1. Obiekty i metody badań Do badań wytypowano następujące surowce naturalne: olej rzepakowy, 100-procentowy rafinat, o zawartości kwasu erukowego poniżej 2%, gęstości w temp. 20 C wynoszącej 0,916 g/cm 3 (prod. Zakładów Przemysłu Tłuszczowego w Warszawie), niezawierający komponentów uszlachetniających, oznaczony dalej symbolem O, estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych FAME, otrzymane w wyniku transestryfikacji oleju rzepakowego alkoholem metylowym, o gęstości w temp. 20 o C wynoszącej 0,879 g/cm 3 (prod. Ekonaft Sp. z o. o. w Trzebini), oznaczone dalej symbolem F. Scharakteryzowane komponenty stanowiły podstawowe składniki, wykorzystane do formułowania ekologicznych baz olejowych. Do dalszych badań przygotowano kompozycje, w których procentowe udziały masowe oleju rzepakowego do FAME wynosiły: 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80 oraz 0:100% (m/m). Przygotowane kompozycje poddano również laboratoryjnemu starzeniu termooksydacyjnemu, które przeprowadzono według wymagań normy PN-C- -04365 Badanie działania korodującego i odporności na utlenianie olejów. Proces ten polegał na zanurzeniu w badanej kompozycji olejowej dwóch płytek

1-2007 PROBLEMY EKSPLOATACJI 189 katalitycznych, tj. miedzianej i stalowej, a następnie termostatowaniu próbki w temperaturze 50 o C, przez 18 h oraz 42 h, przy ciągłym przepływie powietrza 15 dm 3 /h. Badania były zorganizowane dla każdego czasu osobno. Dobrane warunki termooksydacji są symulacją warunków pracy olejów formowych oraz cieczy chłodząco-smarujących, które mogą być komponowane z wykorzystaniem badanych ekologicznych baz olejowych. Kompozycje wyjściowe oraz termooksydowane poddano analizom laboratoryjnym w następującym zakresie: badanie właściwości smarnych wg PN-76/C-04147, badanie lepkości w temperaturze 40 o C wg ASTM D 445, badanie temperatury płynięcia wg ASTM D 97, badanie korozji na miedzi wg PN-EN ISO 2160, badanie zdolności ochronnych przed korozją metodą Herberta wg PN-92/M- -55-783, badanie zdolności ochronnych przed korozją metodą Ford Test wg PN- -92/M-55-783, badanie liczby kwasowej wg PN-85/C-04066. Jako wynik badań przyjmowano średnią arytmetyczną co najmniej trzech rezultatów mieszczących się w przedziale niepewności, charakteryzującym precyzję poszczególnych znormalizowanych metod badawczych. 2. Wyniki badań i ich omówienie Przeprowadzono badania właściwości smarnych przygotowanych kompozycji, podczas których oceniano następujące parametry: obciążenie zespawania, wskaźnik zużycia pod obciążeniem oraz średnicę skazy zużycia. Uzyskane rezultaty badań wykazały, iż wszystkie kompozycje wyjściowe, jak również kompozycje po termooksydacji charakteryzują się obciążeniem zespawania wynoszącym 157 dan. W związku z powyższym nie jest możliwe wpływanie na ten parametr za pomocą ilości poszczególnych składników zastosowanych do przygotowania kompozycji olejowej. Niemniej jednak należy zauważyć, iż uzyskane charakterystyki wskazują na bardzo dobre właściwości smarne zbadanych kompozycji olejowych, na które proces termooksydacji nie ma negatywnego wpływu. Zmiana proporcji ilościowych mieszanek wyjściowych nie wpływa także na wielkość zużycia, wyrażoną średnicą skazy zużycia, co jest widoczne na rys. 1. Wartości zbadanego parametru dla próbek 100% F oraz 100% O wynoszą odpowiednio 0,67 mm i 0,65 mm, a wyniki dla poszczególnych mieszanek przed termooksydacją mieszczą się w zakresie od 0,66 mm do 0,70 mm. W czasie procesu starzenia zaobserwowano, z wyjątkiem jednego przypadku (60% F), charakterystyczne dla przemian oksydacyjnych, niewielkie zmniejszenia średnic skazy zużycia.

190 PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2007 średnica skazy zużycia [mm] 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 h 18 h 42 h 100% F 80% F 20% O 60% F 40% O 40% F 60% O 20% F 80% O 100% O Rodzaj kompozycji Rys. 1. Wpływ składu kompozycji olejowej oraz czasu jej termooksydacji na wielkość skazy zużycia Natomiast istnieje możliwość nieznacznego wpływania poprzez skład ilościowy mieszanki na wskaźnik zużycia pod obciążeniem, co jest widoczne na rys. 2. 30 wskaźnik zużycia pod obciążeniem [dan] 25 20 15 10 5 0 h 18 h 42 h 0 100% F 80% F 20% O 60% F 40% O 40% F 60% O 20% F 80% O 100% O Rodzaj kompozycji Rys. 2. Wpływ składu kompozycji olejowej oraz czasu jej termooksydacji na wskaźnik zużycia pod obciążeniem Analiza rezultatów zamieszczonych na rys. 2 wskazuje, że zbadane wartości mieszczą się w przedziale od 15 dan do 25 dan. Wynik 25 dan otrzymano dla oleju rzepakowego w stanie wyjściowym, a 15 dan dla FAME wyjściowego.

1-2007 PROBLEMY EKSPLOATACJI 191 Wyniki badań mieszanek w stanie wyjściowym układają się wewnątrz przedziału wartości składników wyjściowych. Termoksydacja powoduje wystąpienie pewnych zmian wyznaczonych wartości dla kompozycji przed starzeniem. Podwyższenie wskaźnika zużycia pod obciążeniem w wyniku termooksydacji jest obserwowane dla próbki 100% F. Natomiast wzrost udziału procentowego oleju rzepakowego w termooksydowanej próbce powoduje ograniczenie wzrostu wartości tego parametru. Reasumując wyniki badań smarnościowych, można stwierdzić, że zarówno olej rzepakowy, jak i FAME w postaci czystych komponentów oraz ich mieszanki w dowolnym stosunku wagowym wykazują bardzo podobną zdolność do zachowania właściwości przeciwzużyciowych w procesie starzenia. Analizie poddano także właściwości reologiczne sporządzonych kompozycji olejowych. Wyznaczono lepkość kinematyczną w 40 C oraz temperaturę płynięcia. Rezultaty badań lepkości kinematycznej poszczególnych próbek zestawiono na rys. 3. 36 32 0 h 18 h 42 h lepkość kinematyczna [mm 2 /s] 28 24 20 16 12 8 4 y = 1,3839x 2-3,8075x + 7,67 R 2 = 0,993 0 100% F 80% F 20% O 60% F 40% O 40% F 60% O 20% F 80% O 100% O Rodzaj kompozycji Rys. 3. Wpływ składu kompozycji olejowej oraz czasu jej termooksydacji na lepkość kinematyczną w temperaturze 40 C Wyniki badań lepkości kinematycznej w temperaturze 40 o C dla wyjściowych komponentów dość istotnie różnią się od siebie i tak dla oleju rzepakowego wartość parametru tego wynosi 35,4 mm 2 /s, a dla FAME 4,5 mm 2 /s. Wartość lepkości kinematycznej dla mieszanek wyjściowych wynosi odpowiednio: 80% F 6,5 mm 2 /s, 60% F 9,7 mm 2 /s, 40% F 13,6 mm 2 /s, 20% F 22,3 mm 2 /s. Bardzo zbliżone wyniki, a w niektórych przypadkach identyczne, otrzymano dla

192 PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2007 odnośnych próbek po przeprowadzonym procesie starzenia. Uzyskane rezultaty jednoznacznie wskazują, iż wzrost udziału procentowego oleju rzepakowego w kompozycji olejowej powoduje wzrost jej lepkości kinematycznej, a zależność tę można opisać wielomianem drugiego stopnia. Odnosząc się do wyników badań próbek poddawanych starzeniu termooksydacyjnemu należy stwierdzić, że zarówno w przypadku pojedynczych komponentów (FAME, olej rzepakowy), jak i ich mieszanek nie zachodzą zmiany ich właściwości lepkościowych. Wyniki badań temperatury płynięcia przygotowanych próbek olejowych przedstawiono na rys. 4. -45-40 0 h 18 h 42 h temperatura płynięcia [ o C] -35-30 -25-20 -15-10 -5 0 100% F 80% F 20% O 60% F 40% O 40% F 60% O 20% F 80% O 100% O Rodzaj kompozycji Rys. 4. Wpływ składu kompozycji olejowej oraz czasu jej termooksydacji na temperaturę płynięcia Uzyskane wyniki pokazują, że właściwości niskotemperaturowe obu komponentów zdecydowanie odbiegają od siebie: FAME charakteryzuje się wartością temperatury płynięcia 40 o C, podczas gdy temperatura ta dla oleju rzepakowego wynosi 20 C. Znamienne jest, że dla mieszanki zawierającej 80% F wartość temperatury płynięcia wzrasta aż do 7 o C i nieznacznie obniża się do 13 o C wraz ze wzrostem do 80% zawartości oleju w mieszance. Zaobserwowany efekt jest niekorzystny w aspekcie stosowania tego typu kompozycji jako olejów bazowych dla środków smarowych, pracujących w warunkach niskich temperatur. Dobór bazy, z punktu widzenia zachowania odpowiednich właściwości niskotemperaturowych, jest ważnym czynnikiem i jeżeli wymagania są ostrzejsze, niż wynika to z otrzymanych rezultatów badań, komponowanie produktów na bazie FAME oraz oleju rzepakowego wymaga użycia odpowiednich depresato-

1-2007 PROBLEMY EKSPLOATACJI 193 rów, poprawiających te właściwości. Przeprowadzony proces starzenia mieszanek nie spowodował istotnych zmian właściwości fizykochemicznych, wyrażonych wartościami ich temperatur płynięcia w stosunku do próbek wyjściowych. Należy uznać, iż niewielkie różnice, jakie wystąpiły w przypadku FAME i oleju rzepakowego, są spowodowane błędem metody badań. Oceniono także zdolności przeciwkorozyjne przygotowanych kompozycji wyjściowych oraz kompozycji poddanych termooksydacji. Wyniki badania korozji na miedzi, które dla wszystkich badanych próbek wynoszą 1, świadczą o zadowalającej zdolności obu komponentów oraz ich mieszanin do zachowania ochrony przed korozją. Wyniki badań zdolności ochronnych przed korozją w metodzie Herberta i Ford Teście potwierdzają we wszystkich przypadkach, podobnie jak przy korozji na miedzi, zadowalającą zdolność do ochrony przed korozją stopów żelaza. W związku z powyższym, nieznaczna zawartość związków o charakterze kwaśnym, na co wskazują wyznaczone liczby kwasowe poszczególnych kompozycji (rys. 5), nie mają negatywnego wpływu na sumaryczny efekt oddziaływania korozyjnego. 0,35 0,3 0 h 18 h 42 h liczba kwasowa [mgkoh/g] 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 y = -0,044x + 0,324 R 2 = 0,9965 0 100% F 80% F 20% O 60% F 40% O 40% F 60% O 20% F 80% O 100% O Rodzaj kompozycji Rys. 5. Wpływ składu kompozycji olejowej oraz czasu jej termooksydacji na liczbę kwasową Wyniki badań liczby kwasowej, zamieszczone na rys. 5, świadczą także, iż FAME charakteryzuje się około 4,5 razy wyższą wartością liczby kwasowej od oleju rzepakowego (F 0,28 mg KOH/g, O 0,06 mg KOH/g). W przypadku próbek, będących mieszaninami oleju rzepakowego i FAME, wartości liczb

194 PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2007 kwasowych są proporcjonalne do udziału poszczególnych składników w mieszankach i są zawarte od 0,11 mg KOH/g dla 20% F do 0, 24 mg KOH/g dla 80% F. Przeprowadzony proces modelowego starzenia termooksydacyjnego wskazuje na nieznaczną skłonność badanych kompozycji do wzrostu wartości liczb kwasowych. W związku z tym w recepturach nowych produktów, bazujących na mieszankach oleju rzepakowego oraz estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych należy przewidzieć zastosowanie odpowiednich dodatków ograniczających ten efekt. W szczególności należy wprowadzić dodatki antyutleniające, działające na zasadzie wymiataczy wolnych rodników, a także dodatki podnoszące rezerwę alkaliczną, umożliwiające zneutralizowanie powstających związków kwasowych. Wnioski Podsumowując przeprowadzone badania można sprecyzować następujące wnioski: istnieje możliwość optymalnego doboru lepkości bazy olejowej na podstawie wyznaczonego modelu wielomianowego, stanowiącego relację pomiędzy lepkością kinematyczną a udziałem procentowym oleju rzepakowego lub estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych w kompozycji olejowej, stwierdzono malejącą zależność liniową pomiędzy liczbą kwasową i udziałem procentowym FAME w kompozycji z olejem rzepakowym, wprowadzenie nawet kilkunastu procent oleju rzepakowego do FAME powoduje znaczne pogorszenie właściwości niskotemperaturowych kompozycji, co w praktyce oznacza konieczność stosowania depresatorów, skład bazowych kompozycji olejowych, zawierających olej rzepakowy i FAME nie wpływa istotnie na zmianę właściwości smarnych mieszanin, nie stwierdzono istotnego wpływu łagodnych warunków starzenia termooksydacyjnego na zmianę właściwości eksploatacyjnych bazowych kompozycji olejowych w odniesieniu do odpowiednich wielkości, charakteryzujących próbki przed starzeniem. Uzyskane wyniki badań wskazują, że poprzez dobór odpowiednich ilości oleju rzepakowego i FAME możliwe jest sporządzenie bazy olejowej, przeznaczonej dla ekologicznych płynów eksploatacyjnych o krótkim cyklu życia, użytkowanych w warunkach łagodnych wymuszeń zewnętrznych. W szczególności surowce te mogą być wykorzystane do wytwarzania cieczy formierskich, płynów chłodząco-smarujących lub olejów do pił łańcuchowych o określonych właściwościach eksploatacyjnych.

1-2007 PROBLEMY EKSPLOATACJI 195 Praca naukowa finansowana ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego, wykonana w ramach realizacji Programu Wieloletniego pn.: Doskonalenie systemów rozwoju innowacyjności w produkcji i eksploatacji w latach 2004 2008. Bibliografia 1. Lal K., Carricj V.: Performance testing of lubricants based on high oleic vegetable oils. J. Synth. Lubr., 1994, 11, 3, 189 200. 2. Szałajko U., Fiszer S.: Modyfikacja chemiczna olejów roślinnych w aspekcie ich wykorzystania w produkcji paliw silnikowych i środków smarowych. Przemysł Chemiczny, 2003, 82,1, 18 21. 3. Żmudzińska-Żurek B., Buzdygan S.: Badania reakcji transestryfikacji triglicerydów oleju rzepakowego metanolem. Przemysł Chemiczny, 2002, 81, 10, 656 658. 4. Siwiec E., Grądkowski M.: Właściwości przeciwzużyciowe chemicznie modyfikowanego oleju rzepakowego. Tribologia, 2006, 4, 113 121. 5. Weller D.E., Perez J.M.: A study of the effect of chemical structure on friction and wear. Part 2 vegetable oils and esters. Lubr. Eng., 2001, 5, 20 26. 6. Arnsek A., Vizintin J.: Pitting resistance of rapeseed-based oil. Lubr. Eng., 2001, 3, 17 21. 7. Siwiec E., Grądkowski M.: Właściwości smarne produktów chemicznej modyfikacji oleju rzepakowego. Tribologia, 2005, 5, 131 139. 8. Honary L.A.T.: Biodegradable/biobased lubricants and greases. Machinary Lubr., 2001, 9 10. 9. Hreczuch W., Mittelbach M., Holas J., Soucek J., Bekierz G.: Produkcja i główne kierunki przemysłowego wykorzystania estrów metylowych kwasów tłuszczowych. Przemysł chemiczny, 2000, 79, 4, 111 114. 10. Kato N., Komiya H., Kiura A. Kiura H.: Lubrication life of biodegradable greases with rapeseed oil base. Lubr. Eng., 1999, 55, 8, 19 25. Recenzent: Andrzej KULCZYCKI

196 PROBLEMY EKSPLOATACJI 1-2007 Creation of operational properties of ecological lubricants based on rape-seed oil and its transestrification products Key words Rape-seed oil, fatty acid methyl esters (FAME), ecological lubricants, operational properties. Summary The possibility of controlling the fundamental properties of ecological base oils by changing rape-seed oil and FAME content was investigated. It was found that there is a quadratic dependence between the amount of the base oil components and its kinematic viscosity as well as a linear dependence between the amount of the base oil components and its total acid number (TAN). Lubricity and anticorrosive properties are not influenced by the amount of base oil components. It has also been observed that there is good thermooxidational stability under mild deterioration conditions.