Wax Ester

3.5 környezetvédelmi szempontból elfogadható kenőanyagok

a kenőanyagok környezettel való érintkezése által okozott problémák csökkentéséhez szükséges mozgatórugók a környezeti tények, a közvélemény tudatossága, a kormányzati irányelvek és rendeletek, a piacok globalizációja és a gazdasági ösztönzők. Az előnyös hatás a toxicitás csökkentése és a biológiai lebonthatóság növelése. Marketing irodalmában a kenőanyagipar nagyon sok zavaró felekezetet használ a kenőanyagok osztályozására a környezet károsodása szempontjából. E kifejezések némelyike, amelyet a ‘környezetkímélő’ közös leíró előz meg, a következők: elfogadható, adaptált, tudatos, jóindulatú, óvatos, kompatibilis, megfelelő, Figyelmes, kedvező, barátságos, ártalmatlan, indokolt, semleges, nem mérgező, pozitív, előnyös, védő, felelős, biztonságos, érzékeny, alkalmas. Például a Mobil bemutatta a környezettudatos kenőanyagok (EAL) hidraulikus folyadékok sorozatát. A Pennzoil a ‘környezetbarát’ terminológiát használja motorolajaira . Hasonlóképpen a Carl Bechem GmbH (Hagen, Németország) kifejlesztett egy nagy teljesítményű ‘környezetbarát’ kenőanyagokat és adalékanyagokat (cirkulációs olajok, zsírok, vasúti kenőanyagok stb.). A környezetvédelmi szempontból elfogadható kenőanyagokat A refs tárgyalja . A Shell a gondosan kiválasztott telítetlen és telített SES-en alapuló kenőanyag-termékcsaládja esetében a ‘környezettudatos termékek’ kifejezést részesíti előnyben, vagy az optimalizált adalékcsomagokkal ellátott, fejlett technológiájú RSO-t, amely jó AW/EP teljesítményt, korrózióvédelmet és oxidatív stabilitást biztosít. Shell Naturelle HF-E egy fejlett biológiailag lebomló hidraulikus folyadék . A Petro-Canada Lubricants (Mississauga, ON) kifejlesztette az EcoSia környezettudatos termékek sorozatát (eredendően biológiailag könnyen lebontható).

Commercial ‘bio’ hydraulic fluids are made from non-renewable synthetic polyol esters. Hagyományosan ez a fajta biztonságosabb környezeti folyadék az iparban EA folyadékként ismert, szemben a bioalapú folyadékkal (lásd a 12.3.1.szakaszt). Nincsenek szabványok az EA kenőanyagokra vagy a hidraulikus folyadékokra. Hasonlóképpen, nincsenek iparági vagy útmutató előírások az EA folyadékokra és zsírokra. A gyártók és a végfelhasználók egyetértenek abban, hogy ahhoz, hogy egy kenőanyag EA-típusba sorolható legyen, biológiailag lebomló és nem mérgező, de nem feltétlenül bioalapú vagy megújuló. Amíg konkrét szabványokat és előírásokat nem dolgoznak ki, az EA-nak tekintendő folyadékok minősítésének az EPA-nak való megfelelésre kell támaszkodnia 560/6-82-002 (LC50 > 1000) és ASTM D 5864 (60% – os átalakítás CO2-re 28 nap alatt) a toxicitás, illetve a biológiai lebonthatóság tekintetében. Egyes EA kenőanyagokat csak biológiailag könnyen lebonthatónak minősítenek; nem megújuló erőforrásokból készülnek.

a környezetbarát kenőanyagok esetében más általánosan használt kifejezések az ‘élelmiszer minőségű’ és a ‘zöld’. Bár egyes kenőanyagok élelmiszer-minőségűnek minősülnek, az Egyesült Államok Élelmiszer-és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) jóváhagyta őket, és az ASTM szabványos vizsgálati eljárásainak hatálya alá tartoznak, a szabványos kenőanyagok helyettesítésére szolgáló környezetvédelmi kenőanyagokra vonatkozóan nincs világszerte szabványos meghatározás vagy specifikáció. Az élelmiszeripari kenőanyagokat általában az élelmiszeriparban használják, ahol véletlenszerű élelmiszer-érintkezés léphet fel. Az élelmiszer – minőségű kenőanyagok EA kenőanyagoknak minősülhetnek, vagy nem. A legtöbb élelmiszer – minőségű kenőanyag nem mérgező US Pharma cop (USP) fehér Ásványolajon alapul, amely nem felel meg az EA kenőanyagokra vonatkozó biológiai lebonthatósági kritériumoknak. A zöld folyadék többnyire növényi olaj alapú kenőanyagokra utal.

a természetes zsíros olajokat, például a CAS-t, a pálmaolajat (PMO), az RSO-t, az SBO-t, a SNO-t, a TLW-t és a spermaolajat évek óta használják a kenőanyagokban. A trigliceridek (többé-kevésbé telítetlen zsírészterek) biológiailag lebonthatók és kiváló tribológiai tulajdonságokkal rendelkeznek (alacsony súrlódási együttható (COF), jó kopásvédelem). A Rapid Energy Services (Lafayette, LA) számos környezetbarát kenőanyagot gyárt és szállít, például hidraulikus folyadékokat (ISO viszkozitási fokozat 22-68), Áthatoló olajat, láncolajat és tengeri olajat. A Rapid összes bioalapú kenőanyag-terméke, amelyet megújuló mezőgazdasági (természetes vetőmag) növényi alapolajokból állítanak elő, ugyanolyan teljesítményű, mint kőolaj alapú társaik, miközben teljes biológiai lebonthatóságot kínálnak. Az ezekben a termékekben található alapolajok és adalékok megfelelnek és meghaladják az USA EPA és az USA Fish and Wildlife által elfogadott akut toxicitási (LC50) kritériumokat.

tulajdonságait tekintve a növényi olaj alapkészletei természetüknél fogva jobban különböznek az I., II.vagy III. csoportba tartozó paraffin és naftén alapkészletektől. A biolubricants iparban az RSO és a repceolaj a biológiailag lebomló hidraulikafolyadékok alapolajai (1985 óta kaphatók). Alkalmazhatóságuk azonban korlátozott, tekintettel az ásványolajokhoz képest alacsonyabb termikus oxidációval és hidrolitikus stresszel szembeni stabilitásra, valamint részben alacsonyabb hidegáramú tulajdonságokra. Ezek a határértékek javíthatók adalékanyagokkal vagy repce -, szója -, kukorica-vagy napraforgóolajon alapuló Főzőlapok használatával (lásd az 5.3.1.szakaszt). Az EA kategória megjelenése óta a kereskedelmi forgalomban kapható kiváló minőségű kenőanyagok új kategóriája jelent meg, amely megújuló, fenntartható, újrahasznosítható és biológiailag lebontható, nevezetesen a megújuló kenőanyagok, Inc. (RLI) stabilizált TM FŐZŐLAPJAI (lásd 10.5.2.pont).

a SEs a különböző minőségű és árú vegyi anyagok széles körét fedi le (lásd a 6.2.1.szakaszt). Az EA kenőanyagok kifejlesztéséhez olyan észtereket kell kiválasztani, amelyek megfelelnek az ökológiai követelményeknek, és kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a természetes zsíros olajok. A kémia széles választékot kínál a SES területén. Az észterek tulajdonságainak javítását szolgáló legfontosabb kémiai reakciók az átészterezés, a (szelektív) hidrogénezés, az ozonolízis és a dimerizáció (lásd a 6.fejezetet).

a SEs hosszabb ideig volt használatban, mint bármely más szintetikus alapú folyadék. Eredetileg Repülőgép-sugárhajtómű kenőanyagként fejlesztették ki az 1950-es években, és még mindig használják. Az EA base lubricants esetében a leggyakrabban használt szintetikus észterek a trimethylolpropane (TMP) és a pentaeritritol (PE) poliol-észterek. Sok észter érzékeny a hidrolízisre . A normál poliolészterek hidrolitikus stabilitása kevéssé különbözik az RSO-tól, de oxidációs ellenállásuk sokkal magasabb. Mindkét tulajdonság jelentősen javult a komplex észterekben (lásd a 6.2.1.szakaszt). A hidrolitikus stabilitás javulása azonban általában káros az alapfolyadék biológiai lebonthatóságára. Számos komplex észter (közepes láncú, telített zsírsavak a TMP-n vagy más poliolokon) kombinálja a kiváló termol-oxidatív tulajdonságokat jó hidrolízisállósággal és jó biológiai lebonthatósággal. A SES a legjobb biológiailag lebomló hidraulikus folyadékok közé tartozik. Feltéve, hogy megfelelő adalékanyagokkal vannak kialakítva, nem mérgezőek lehetnek. Kiváló kenési tulajdonságokkal rendelkeznek: magas VI és alacsony súrlódási jellemzők, jó alacsony és magas hőmérsékletű likviditással és öregedési stabilitással kombinálva. Ezek szélsőséges hőmérsékleti tartományú műveletekhez alkalmazhatók. Az olajcsere-intervallumok kiterjesztésével a szintetikus észterek versenyképesek maradnak.

A Pag-ok voltak az első biológiailag lebomló olajok a piacon. Azonban nem minden Pag lebomlik egyformán jól. A biológiai lebomlás sebességét és mértékét a propilén-etilén-oxid (PO/EO) Arány szabályozza, a polietilén-glikolok (Csapok) biológiailag lebomlóbbak. A polipropilén glikolok (PPG-k) biológiailag nem könnyen lebonthatók; valószínűleg ugyanez vonatkozik a polibutoxilátokra (OSP-k). Nem meglepő, hogy a biológiai lebonthatóság mértéke és mértéke a molekulatömeg növekedésével csökken. A Pag folyadékok kiváló stabilitással rendelkeznek a − 45-250 C-es tartományban, és kiválóak, ahol a tűzveszély aggodalomra ad okot. Az olajcsere-intervallumok (2000 óra vagy évente egyszer) hasonlóak az ásványi olajokhoz. Nem minden poliglikol vízben oldódik. Az EO-alapú poliglikolok vízben jól oldódnak, ásványi olajokkal rosszul elegyednek, és nagy polaritásúak. A magas PO-tartalmú poliglikolok vízben nem oldódnak, vagy csak kismértékben, bizonyos mértékben elegyednek ásványi olajjal, és lényegesen kevésbé polárisak, mint a csapok. Vízben való oldhatóságuk eredményeként a poliglikol alapú hidraulikus folyadékok (Hepg-k) tartalmazhatnak vizet.

A Pag-ok nagyon jó műszaki tulajdonságokkal rendelkezhetnek, és hosszú távú gyakorlati alkalmazásukban jól ismertek. Egyes poliglikolok (Csapok) vízben való oldhatósága és az ásványi olajokkal való összeférhetetlenségük korlátozta elfogadottságukat. A hepg-ket elsősorban a vízellátásban, a tengeri alkalmazásokban és a Csatornazár hidraulikájában használják, mint gyorsan biológiailag lebomló hidraulikafolyadékokat, különösen akkor, ha az alkalmazás a hidraulikafolyadék elkerülhetetlen beszennyeződéséhez vezet . A poliglikol hidraulikafolyadékok évtizedek óta rendelkezésre állnak, és még mindig széles körben használatosak, különösen az élelmiszer-feldolgozó iparban, az építőipari gépekben (kotrógépek) és különböző helyhez kötött létesítményekben. A poliglikolok használata azonban csökken, mivel kenőanyagokkal keverve vízi toxicitásuk, valamint ásványi olajokkal és tömítőanyagokkal való összeférhetetlenségük miatt. A vegyipar nagy lépéseket tesz a biológiailag lebomló, nem vízben oldódó Pag-k kifejlesztése érdekében. Ezek az észterek alternatívái lehetnek.

az alacsony viszkózus poli-inhibitorok-olefinek (PAO2) biológiailag lebonthatók. Ezek az alapkészletek azonban csak korlátozottan alkalmazhatók a kenőanyagok megfogalmazásában. A PAOs globális piaci részesedése körülbelül 1% (lásd 3.3 pont).

a megfelelő összetételű növényi olaj és az SE-alapú folyadékok biológiailag könnyen lebonthatók. Az ásványi és szintetikus alapú ekvivalensekkel ellentétben az EA kenőanyagok nem mérgezőek, és vízben és CO2-ben bomlanak le. Mivel az EA folyadékok biológiailag lebonthatók, víz és baktériumok jelenlétében bomlanak le. Fogalmilag az EA folyadékokat rendszeresen ellenőrizni kell annak biztosítása érdekében, hogy a biológiai lebontás ne történjen. Míg az EA kenőanyagok alapkészlete nem mérgező, a készítményekben lévő adalékanyagok sokféle toxicitást eredményezhetnek.

a legtöbb EA folyadék VI-ja eléri vagy meghaladja a kőolaj alapú folyadékok VI-ját. A nem stabilizált növényi olaj alapú hidraulikafolyadékok és kenőanyagok öntési pontja számos alkalmazás számára elfogadható lehet. Az EA lubricants általában jó kopási tulajdonságokkal rendelkezik. A legtöbb megfogalmazott EA folyadéknak nincs habzási problémája. A folyadékrendszerekben használt néhány általános festék nem kompatibilis sok EA folyadékkal. A poliuretán tömítéseket nem szabad EA folyadékokkal használni, és azokat Viton és Buna N. az EA folyadékok kompatibilisek az acél – és rézötvözetekkel, és kiváló rozsdavédelmet biztosítanak. A folyadékgyártóval konzultálni kell az alkalmazásban felhasznált minden egyes anyag specifikus kompatibilitási adataival kapcsolatban. Az EA olajok ártalmatlanítási költségei magasabbak, mint az ásványolajokéé, mivel a hagyományos újrahasznosítók vonakodnak elfogadni őket (lásd a 14.7.szakaszt).

az EA (bio)kenőanyagok számos alkalmazásban szükségesek, mint például a láncfűrészolajok, a drótkötél kenése, a tengeri olajok, a külső motor kenőanyagok, az élelmiszeripar kenőanyagai, az erdészeti hidraulikus folyadékok, a mezőgazdasági berendezések és az építőipari gépek, a felvonóolajok stb. A kenőanyag-fejlesztés során a legnagyobb probléma minden termék esetében az optimális kompromisszum megtalálása a hosszú távú stabilitás és a gyors biológiai lebomlás ellentétes követelményei között. A bioalapú anyagok sikeres alkalmazása a kenésben a különböző ipari ágazatokban megköveteli a tribokémiai tulajdonságok alapos megértését. Például a telítetlenség mértékének változásai befolyásolják az adszorbát molekulák oldalirányú kölcsönhatásait, amelyek megváltoztatják adszorpciójukat, ezáltal határkenési tulajdonságaikat.

a biológiailag lebomló kenőanyagok összetétele a jelenlegi ásványi olaj által dominált kenőanyagok piacának fordítottja. Elfogadott tény, hogy az összes kenőanyag több mint 90% – a biológiailag gyorsan lebontható. Napjainkban néhány nyugat-európai ország és Skandinávia a biológiailag lebomló kenőanyagok legnagyobb fogyasztói. Németországban a kenőolajok 5% – a biológiailag gyorsan lebontható (természetes és szintetikus) észter volt 2005-ben. Az évek során a kenőanyagokra való összpontosítás a biológiai lebonthatóságról a megújíthatóságra váltott. Ez befolyásolja az ilyen termékek tervezését.