합성유

Synthetic oil
합성 액체 탄화수소는 합성 연료를 참조하십시오.
합성 모터 오일 샘플

합성유는 인공적으로 만들어진 화학 화합물로 구성된 윤활유다. 합성 윤활유는 전체 원유가 아닌 화학적으로 변형된 석유부품을 이용해 제조할 수 있지만 다른 원료에서도 합성할 수 있다. 그러나 그 기본 원료는 여전히 압도적으로 많은 원유를 증류한 다음 물리적으로 화학적으로 변형시킨다. 첨가물의 실제 합성 과정과 구성은 일반적으로 상업적인 영업 비밀이며 생산자마다 다를 것이다.[1]

합성유는 극한의 온도에서 활동할 때 석유 정제유의 대용으로 사용된다.[2] 예를 들어 항공기 제트 엔진은 합성 오일을 사용해야 하는 반면, 항공기 피스톤 엔진은 그렇지 않다.[3] 합성 기름은 또한 기존의 석유와 동물성 지방 기반 제품과 비교했을 때 환경 및 다른 이점을 제공하기 위해 금속 도장에도 사용된다.[4] 이 제품들은 또한 "비석유" 또는 "석유 없는 제품"이라고도 불린다.

종류들

가득찬

일부 "합성" 오일은 그룹 III의 기본 주식으로, 일부는 그룹 IV에서 만들어진다. 둘의 혼합물에서 나온 것도 있고. 모빌은 카스트롤과 카스트롤을 상대로 소송을 제기했고, 카스트롤은 그룹 III의 기본 원유가 완전히 합성된 것으로 충분할 정도로 변경되었다는 것을 보여주었다. 그 이후로 API는 표준에 관한 설명서에서 Synthetic에 대한 모든 참조를 삭제했다. "완전 합성"은 마케팅 용어로 측정 가능한 품질이 아니다.

그룹 IV: PAO

폴리 알파올레핀(poly-α-olefin, PAO)은 알파올레핀을 중합하여 만든 비극성 폴리머다. 그것들은 API 그룹 IV에서 지정되며 100% 합성 화학 화합물이다. 일부 합성 윤활제 생산에 기초 재고로 쓰이는 특정 유형의 올레핀(유기농)이다. 알파올레핀(또는 α-olefin)은 탄소-탄소 원자에서 탄소-탄소 이중 결합이 시작되는 알켄이다. 즉, 이중 결합은 분자의 #1과 #2 탄소 사이에 있다.[5]

그룹 V: 기타 신디멘틱스

그룹 V 기본 오일은 API에 의해 미네랄 오일 또는 PAO 윤활유 이외의 다른 유형의 오일로 정의된다.

에스테르는 V그룹에서 가장 유명한 합성 물질로, 에테르 연계에 인접한 카보닐로 구성된 100% 합성 화학 화합물이다. 그것들은 옥소아시드와 알코올이나 페놀과 같은 히드록실 화합물을 반응시켜 유도된다. 에스테르는 보통 무기산이나 유기산에서 파생되는데, 이 중 최소 1개 이상의 -OH(히드록실) 그룹이 카복실산과 알코올에서 가장 많이 -O-alkyl(알록시) 그룹으로 대체된다. 즉 에스테르는 알코올로 산을 응축하여 형성된다.

극성과 대개 우수한 윤활성으로 인해 화학적으로 다른 많은 "에스터"가 윤활유에 대한 "중독" 또는 "기본주"로서 다양한 이유로 사용된다. [5]

폴리알킬렌 글리콜(PAG) 합성 오일
산업 PAG

폴리알킬렌 글리콜과 폴리글리콜이라는 용어는 서로 바꾸어 사용된다.[6]

합성 윤활유는 윤활유 시장의 약 4%에 달한다. PAG는 합성 윤활유 시장의 약 24%이다.

에틸렌은 합성 윤활유 폴리글리콜을 기름으로 만드는데 사용되는 기본적인 원료다. 에틸렌과 프로필렌이 산소와 반응할 때 우리는 에틸렌 산화물 및 프로필렌 산소를 얻는데, 이 산소에서 폴리알킬렌 글리콜은 중합에 의해 생성된다. 폴리알킬렌 글리콜은 보통 에틸렌옥사이드(EO) 및/또는 프로필렌옥사이드(PO)를 알코올이나 물과 결합하여 만든다.

EO와 PO의 혼합비, 그리고 화학 구조에 결합된 산소는 폴리글리콜의 행동에 결정적인 영향을 미친다. 기어 산업은 EO/PO 비율이 50:50 대 60:40인 폴리글리콜을 주로 사용하며, 매우 유사한 행동을 보인다. 이 구성을 특징으로 하는 폴리글리콜은 일반적으로 수용성 폴리글리콜이라고도 한다.[7]

폴리알킬렌 글리콜 베이스 오일은 알코올과 하나 이상의 알킬렌 산화물을 반응시켜 형성된다. 프로필렌 산화물은 물의 불용성, 에틸렌 산화물은 물의 용해성을 제공한다.

PAG 속성

PAG는 높은 윤활성, 극성, 낮은 트랙션 특성, 높은 점도 지수, 제어된 퀀칭 속도, 양호한 온도 안정성 및 낮은 마모를 포함하는 특성을 제공한다. 그것들은 수용성과 불용성 둘 다로 이용 가능하다.[8]

PAG 사용

PAG는 일반적으로 유체, 금속 작업 유체, 기어 오일, 체인 오일, 식품 등급 윤활유 및 HFC형 유압 장치 및 가스 압축기 장비에서 윤활유로 사용된다. [9] PAG 윤활유는 로터리 스크류 공기 압축기에 미국 최대의 두 공기 압축기 OEM에 의해 사용된다.[10] 점도가 다른 등급(일반적으로 ISO VG 46 또는 ISO VG 100 중 하나)의 PAG 오일은 낮은 GWP 냉매를 사용하는 자동차 에어컨 시스템의 컴프레서 윤활유로 자주 사용된다.

PAG의 장점

PAG는 다양한 용도로 다양한 점도의 등급과 첨가제 패키지로 이용할 수 있다. 물 용해도와 같은 일부 PAG 속성은 폴리알파올레핀(PAO)과 같은 다른 합성 윤활제에 의해 일반적으로 제공되지 않는다.

PAG는 높은 온도에서 슬러지와 바니시가 발생하는 것을 방지한다. PAG는 PAO보다 높은 점성 지수를 가지고 있다.[11][12][13]

대형 기어에서 PAG 윤활유는 PAO 윤활유보다 마찰력이 낮았다.[14]

PAG 오일은 극성이며, 이는 움직이는 모든 금속 부품에서 유막이 쉽게 현상되어 시동 마모를 감소시킨다는 것을 의미한다.

PAG는 특히 수용성 PAG와 같이 매우 생분해될 수 있다.[15]

PAG 단점

PAG는 미네랄 오일, 대부분의 씰, 페인트, 바니쉬와 호환되지 않는다.[16][17]

PAG 씰 호환성

PAG는 일반적으로 FKM 플루오롤라스토머 소재 및 VMQ(비닐메틸실리콘) 실리콘 고무와 호환된다.

PAG는 용매 역할을 하며 광물성 그리스를 용해 및 제거하여 동작이 느려지고 공기가 새며 4방향 밸브의 작동을 중지시킬 수 있다.[18][19]

천연고무, Buna-N, 그리고 대부분의 일반 씰은 PAG 오일, 특히 미네랄 그리스로 코팅된 씰과 양립할 수 없다. PAG 오일은 씰이 수축 또는 팽창하여 씰이 심하게 누출되거나 압착되는 원인이 될 수 있다. 공압 공기 실린더와 4방향 밸브는 광물 그리스로 코팅된 Buna-N 고무 씰을 일반적으로 사용한다.[20]

반합성유

반합성유(반합성유)는 광유와 합성유를 혼합한 것으로, 비용 없이 완전한 합성유의 장점을 많이 갖도록 설계되었다. 모툴은 1966년에 최초의 반합성 모터 오일을 도입했다.[21]

합성 베이스 스톡은 30% 미만이지만 에스테르로 구성된 고성능 첨가제를 사용한 윤활제도 합성 윤활제로 볼 수 있다. 일반적으로 종합주식의 비율은 세관신고서 중 상품코드를 규정하는 데 사용된다.

다른 기본 주식은 반합성 윤활유를 돕는다.

API 그룹 II-와 API 그룹 III-타입 기반 주식은 보다 경제적인 형태의 반합성 윤활유를 공식화하는 데 도움이 된다. API 그룹 I-, II-, II+- 및 III 타입 광물 기반 오일 주식은 반합성 기반 윤활유를 제조하기 위해 적층 패키지, 성능 패키지, 에스테르 및/또는 API 그룹 IV 폴리 알파-올레핀과 조합하여 널리 사용된다. API 그룹 III 베이스 오일은 완전 합성 오일로 평가되기도 하지만 여전히 최고 수준의 광물 기반 주식으로 분류된다. 합성 또는 합성 물질은 개별 단위를 결합하거나 통일된 실체로 만들어지는 물질이다. 위에서 설명한 합성 염기주는 자연적으로 발생하는 탄화수소와 파라핀이 혼합된 광물 염기유와는 달리 예측 가능한 성질을 지닌 통제된 분자구조를 갖도록 제작되었다.[22][23]

합성유의 성능

합성 모터 오일을 사용하는 장점은 서비스 온도 극한에서[24] 저온 및 고온 점도의 성능 향상(높은) 점성 지수(VI)[25] 및 화학 및 전단 안정성이다. [26] 이는 증발에 의한 손실을 줄이는 데도 도움이 된다.[25][27][28][29] 산화, 열분해 및 오일 슬러지 문제에[30] 대한 저항성과 사용량이 적은 오일 폐기물의 환경적 편익에 대한 연장된 배출 간격을 제공한다. 극한 조건에서는 더 나은 윤활을 제공한다.[25] 합성 오일을 사용하면 엔진 핫 스폿(특히 터보차저 및 슈퍼차저의 경우)에서 "ash" 및 기타 침전물 형성을 방지하여 오일 연소율을 낮추고 오일 통로의 막힘 손상을 줄일 수 있어 엔진 수명이[25] 더 길어질 수 있다.[24] 엔진 내부 드래그가 적어 마력과 토크가 순증하면서 자동차 성능이 개선됐다.[30] 게다가, 그것은 연료 효율을 향상시킬 수 있다 - 1.8퍼센트에서 5퍼센트는 비행대 시험에서 입증되었다.[25] 연구 결과에 따르면 합성물의 성능이 일반 석유보다 약 47% 향상됐다.[31]

그러나 합성 모터 오일은 광물 오일보다[32] (부피당) 실질적으로 더 비싸고 특정 화학적 환경(일반적으로 산업용)에서 잠재적 분해 문제를 가지고 있다.[33]

참고 항목

참조

  1. ^ "How Synthetic Oil is Made". napaonline.com. 2016-11-28.
  2. ^ Machinery Lubrication. "Conventional vs Synthetic Oil". Archived from the original on 2010-04-06. Retrieved 2017-03-24.
  3. ^ "Synthetic oil: Is it right for your plane?". General Aviation News. 2005-03-11. Retrieved 2017-03-24.
  4. ^ "Metal Stamping FAQs". Keats Manufacturing Co. Retrieved 2017-03-24.
  5. ^ a b SynLube Incorporated. [1] 합성유에 대한 모든 것
  6. ^ 폴리알킬렌 글리콜 합성 PAG 오일 설명 다우 케미컬 컴퍼니 대릴 비티와 다우 케미컬 컴퍼니 마틴 그리브스
  7. ^ 클루버 백서 폴리글리콜 기반 오일
  8. ^ 크로다 윤활제 폴리알킬렌글리콜 베이스 오일
  9. ^ 크로다 윤활제 폴리알킬렌글리콜 베이스 오일
  10. ^ 폴리알킬렌 글리콜 합성 PAG 오일 설명 다우 케미컬 컴퍼니 대릴 비티와 다우 케미컬 컴퍼니 마틴 그리브스
  11. ^ 폴리아킬렌 글리콜 Wil Escobar Tribiology and Lubrication Technology 2008년 5월 이해
  12. ^ 미국 환경보호청 환경 허용 윤활제 2.3 폴리아킬렌 글리콜스(5페이지)
  13. ^ 미국 환경보호국에 대한 EPA 데이터 허가 정보 달리 명시되지 않는 한 미국 EPA가 생산한 모든 데이터는 공공 영역에서 기본적으로 존재하며 미국 17C § 105에 따라 국내 저작권 보호의 대상이 되지 않는다.
  14. ^ [https://www.klueber.com/blog/usa-canada/download/alkt68mKhbrn8it1lxCKsLn62U6oK6dEg7hu-Kozsr0, Klueber 백서 폴리글리콜 기반 오일]
  15. ^ EPA 환경 허용 윤활제
  16. ^ 미국 환경보호청 환경 허용 윤활제 3.4 폴리알킬렌 글리콜 기반 EALS의 장단점(8페이지)
  17. ^ 폴리알킬렌 글리콜 합성 PAG 오일 설명 다우 케미컬 컴퍼니 대릴 비티와 다우 케미컬 컴퍼니 마틴 그리브스
  18. ^ Mobil Glygoyle™ Series PAG(폴리알킬렌 글리콜) 기어, 베어링 및 컴프레서 윤활유
  19. ^ PAG(Polyalkylene Glycol) 기반 윤활제 사용의 새로운 장비 다이제스트 이점
  20. ^ 현대 기계 폴리알킬렌 글리콜 합성 PAG 오일 설명
  21. ^ DELPHI 역사
  22. ^ ASTM 연료 및 윤활제 핸드북, 탄화수소 화학, 페이지 169-184, 섹션 7
  23. ^ Wills, J. George (of Mobil Oil Corporation) (1980). Lubrication Fundamentals. M. Dekker. ISBN 9780824769765.
  24. ^ a b "Synthetic oil vs. conventional oil Mobil™ Motor Oils". mobiloil.com. Retrieved 2017-03-24.
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  31. ^ AAA 연구
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