Wybór odpowiedniego oleju bazowego to jedna z najważniejszych decyzji w procesie projektowania środków smarnych. Choć tradycyjne oleje mineralne wciąż dominują w wielu standardowych aplikacjach, przemysł coraz częściej zwraca się ku bazom syntetycznym.
Oleje mineralne i syntetyczne – różnice
Oleje mineralne oraz oleje syntetyczne to wyjściowe składniki w produkcji środków smarnych. Choć oba rodzaje baz pełnią tę samą funkcję – tworzą film rozdzielający pracujące powierzchnie – różnice ich parametrów fizykochemicznych wpływają na właściwości gotowych formulacji.
Najważniejsze cechy charakteryzujące oleje mineralne i syntetyczne to:
Wskaźnik lepkości
O zmianie lepkości w zależności od temperatury mówi wskaźnik lepkości. Im niższy, tym większa zmiana lepkości wraz z temperaturą. Określany jest zgodnie z normą ASTM D2270, na podstawie lepkości kinematycznej w 40 °C i 100 °C.
Analizując różne bazy olejowe, można zauważyć, że w przypadku olejów mineralnych wzrost lepkości przy spadku temperatury przebiega znacznie gwałtowniej niż w produktach syntetycznych. Podczas gdy oleje mineralne charakteryzują się wskaźnikiem na poziomie 94 – 97, w przypadku baz syntetycznych wartość ta przekracza 110. Wynika z tego, że oleje syntetyczne wykazują znacznie większą stabilność parametrów w szerokim zakresie temperatur niż ich mineralne odpowiedniki.
| Cecha | Mineralny | Syntetyczny |
| Lepkość | mniej stabilna | bardziej stabilna |
| Temp. płynięcia | wyższa | niższa |
| Żywotność | krótsza | dłuższa |
Jednorodność
Jednorodność olejów bazowych określa, jak spójna jest ich struktura fizykochemiczna. Wyznaczana jest przy użyciu zaawansowanych technik fizykochemicznych i instrumentalnych. Wśród wykorzystywanych metod analitycznych należy wymienić np. chromatografię żelową (GPC).
Jako pochodne ropy naftowej, oleje mineralne naturalnie charakteryzują się mniejszą jednorodnością składu. Stanowią mieszaninę wielu związków chemicznych, o różnej strukturze, zarówno długości łańcuchów węglowych, jak również obecnych podstawników.
Oleje syntetyczne, będące produktem syntezy chemicznej, charakteryzują się dużą jednorodnością struktury. Jest to istotny czynnik decydujący o ich wysokiej stabilności lepkości, w szerokim zakresie temperatur.
Temperatura płynięcia
W określonej (bardzo niskiej) temperaturze środek smarny może zestalić się i przestać płynąć, a tym samym przestać działać smarująco. Zatem temperatura płynięcia jest to najniższa temperatura, w której olej znajduje się na granicy utraty płynności, pozostając nadal cieczą.
Zazwyczaj temperatury płynięcia środków smarnych na bazie mineralnej wynoszą poniżej zera stopni Celsjusza (na przykład -10°C). Z kolei środki smarne syntetyczne mogą osiągać temperatury płynięcia od -30°C do -40°C.
Biodegradowalność
Wraz z rosnącą świadomością ekologiczną, coraz więcej uwagi poświęca się na poszukiwanie przyjaznych dla środowiska rozwiązań – również w obszarze środków smarnych.
Z punktu widzenia ochrony środowiska, oleje syntetyczne często mają niewielką przewagę nad olejami mineralnymi. Oleje syntetyczne mogą być produkowane w taki sposób, aby były bardziej biodegradowalne i przyjazne dla środowiska, zmniejszając ich ślad ekologiczny, w porównaniu z konwencjonalnymi olejami mineralnymi. Ponadto, ich dłuższa żywotność przekłada się na rzadszą utylizację, co dodatkowo minimalizuje wpływ na środowisko. Wśród biodegradowalnych olejów syntetycznych, na uwagę zasługują przede wszystkim glikole polialkilenowe (PAG).
Biodegradowalność olejów i smarów ocenia się z wykorzystaniem testu wg normy OECD 301F.
Stabilność hydrolityczna
Stabilność hydrolityczna smaru określa zdolność jego składników do zachowania stabilności w obecności wody. Wysoka stabilność hydrolityczna informuje o tym, że smar nie ulega hydrolizie czy rozkładowi pod wpływem wilgoci. Wyznaczana jest w oparciu o wytyczne normy ASTM D2619.
W przypadku olejów mineralnych skłonność do przemian w kontakcie z wodą wykazują głównie zanieczyszczenia oraz niewłaściwie dobrane dodatki uszlachetniające. Podatność tę tłumaczy się obecnością pochodnych procesów rafinacji ropy naftowej.
Z kolei syntetyczne bazy np. PAO wyróżniają się wyjątkowo wysoką odpornością hydrolityczną. Oleje PAG wykazują stabilność zbliżoną do baz węglowodorowych, co klasyfikuje je jako produkty o dobrej odporności. Przeciwnie zachowują się estry syntetyczne oraz oleje roślinne, które ze względu na swoją strukturę chemiczną wykazują wyraźnie niższą stabilność i są bardziej podatne na degradację w wilgotnym środowisku.
Czas pracy
Jedną z istotnych zalet oleju syntetycznego jest jego większa trwałość i żywotność, w porównaniu z olejem mineralnym. Oleje syntetyczne charakteryzują się zazwyczaj dłuższą żywotnością i mogą wytrzymać dłuższe okresy między wymianami oleju. To nie tylko zmniejsza częstotliwość przeglądów, ale także przyczynia się do ogólnych oszczędności w dłuższej perspektywie.
Potencjał aplikacyjny olejów bazowych PAG
Oleje bazowe na bazie polialkilenoglikoli (PAG), dzięki swojej unikalnej strukturze chemicznej, są niezastąpione w wielu kluczowych gałęziach przemysłu. Zostały zaprojektowane do pracy w ekstremalnych warunkach eksploatacyjnych, oferując szereg przewag technologicznych w porównaniu z tradycyjnymi olejami mineralnymi.
O ich silnej pozycji na rynku decydują właściwości, w tym m.in. :
- Wysoki wskaźnik lepkości – przekracza on 180. Jest najwyższy, w porównaniu do olejów mineralnych czy innych syntetycznych baz olejowych,
- Jednorodność strukturalna – polialkilenoglikole otrzymywane są w wyniku syntezy chemicznej. Powoduje to, że poszczególne cząsteczki PAG mają zbliżone rozmiary. Dzięki temu, w gotowych produktach obserwuje się mniejsze tarcie wewnętrzne cieczy, zwiększające efektywność energetyczną maszyn,
- Wysoka stabilność chemiczna – oleje PAG mają niewielki poziom nienasycenia. Gwarantuje im to dobrą odporność na utlenianie, a także degradację chemiczną,
- Odporność hydrolityczna – charakteryzują się bardzo dobrą odpornością w kontakcie z wodą. Gdy dochodzi do kontaktu smaru z wodą, zachowują swoje parametry ochronne,
- Dobra biodegradowalność – oleje PAG rozkładają się w środowisku naturalnym. W tym aspekcie zdecydowanie przewyższają bazy mineralne.
Oleje bazowe PAG w ofercie Grupy PCC
Grupa PCC jest kluczowym producentem polialkilenoglikole (PAG) dedykowanych do szeregu różnych aplikacji. Oleje bazowe PAG występują w portfolio pod nazwą Rokolub. W ofercie dostępne są Rokoluby rozpuszczalne w wodzie (seria 50-B, 60-D np. Rokolub 50-B-46 ), nierozpuszczalne w wodzie (seria P-B, PO-D np. Rokolub P-B-46) czy mieszalne z olejami mineralnymi (seria MOS np. Rokolub MOS 32).
