طرح توجیهی تهیه روغن ترمز سنتتیک

خلاصه طرح 

معرفی محصول

روغن ترمز که در صنعت به نامهایی چون مایع ترمز، سیال ترمز یا سیال هیدرولیک ترمز نیز موسوم است جهت انتقال نیرو در سیستم هیدرولیک ترمز و نیز در برخی موارد در سیستم هیدرولیک کلاچ خودرو استفاده میشود و در فرمولاسیون برخی تولیدات دیگر چون روانسازهای صنعتی نیز برای بهبود خواص بهکار میرود.

بسیاری از رانندگان در واقع اطلاعی از عملکرد و حساسیت بالای سیال ترمز ندارند و نمیدانند چرا باید هر از مدتی روغن ترمز خودرو را تعویض نمود. بررسی آماری نشان میدهد هر موتور سوار که در سال بین 16000 تا 24000 کیلومتر رانندگی میکند، در حدود 75000 بار از ترمز استفاده میکند. در یک بررسی توسط بخش مراقبتهای شهرداری در آمریکا گزارش شده است که نزدیک به نیمی از موتورسواران، عدم کارکرد سیستم ترمز را اصلیترین عامل تصادفات میدانند.

با گذشت زمان به مرور میزان رطوبت جذب شده توسط روغن ترمز افزایش یافته و این امر موجب کاهش نقطه جوش آن میشود. بهطوریکه پس از مدتی کارآیی موثر خود را از دست میدهد. لذا در بسیاری از کشورهای اروپایی معاینه سالیانه سیال ترمز اجباری است.

هر خودرو بر حسب نوع سیستم هیدرولیک خود از روغن ترمز خاصی استفاده میکند. روغنهای ترمز بسته به فرآیند تولید و نوع مواد اولیه استفاده شده به سه گروه عمده پایه نفتی، سیلیکونی و سنتتیک تقسیم میشوندنوع. پایه نفتی آن مستقیماً از برش نفت پایه تولید میگردد، بسیار ارزانتر از انواع مشابه است اما در مقابل از کیفیتی بسیار پایینتر برخوردار است، ضریب دمایی ویسکوزیته آن بسیار بالا است و به عبارتی با تغییر دما ویسکوزیته تغییرات بسیار فاحشی دارد. به همین دلیل با افزایش دما ویسکوزیته به شدت کاهش مییابد و روغن ترمز کارآیی لازم برای انتقال نیرو نخواهد داشت. همچنین در شرایط مرطوب، نقطه جوش این روغنها بهدلیل جذب رطوبت، کاهش قابل ملاحظهای نموده و خطر قفل شدن ترمز که اصطلاحاً "قفل بخار" گفته میشود بیشتر میگردد.

دسته دوم گروه سیلیکونی بر پایه پلیمرهای سیلیکونی ساخته میشود. پلیمرهای سیلیکونی از آبکافت مشتقات دوعاملی ترکیبات آلی کلروسیلانها بدست میآیند. در نتیجه این آبکافت سیلوکسانهای حلقوی و زنجیری تشکیل میشوند که از واحدهای Me2SiO تشکیل شدهاند. گونه های موجود در مخلوط حاصل

توسط تقطیر جزء به جزء و یا از کروماتوگرافی گاز-مایع و یا کروماتوگرافی مایع فشار بالا از یکدیگر تفکیک میشوند. گونه های حاصل دارای گروههای انتهایی فعال هستند بنابراین برای پایدار سازی آنها را با گروه Me3Si مسدود میسازند. بر حسب گروه آلی موجود، روغنهای ترمز سیلیکونی را به دو دسته متیلی و فنیلی تقسیم میکنند. این روغنها در مقایسه با روغنهای ترمز پایه نفتی از پایداری حرارتی و اکسایشی بسیار بالاتری برخوردارند. روغن های متیل سیلیکونی خداقل تا دمای 150 °C در هوا برای مدت طولانی پایدار باقی میمانند. از این روغنها در شرایط خلاء و یا سیستمهای بسته تا دمای 300 °C میتوان استفاده نمود. با افزودن برخی افزودنیهای ضداکسایش میتوان از این روغنها حتی در دماهای بالاتر از

400 °C نیز استفاده نمود. در فاصله دمایی صفر تا 200 °C ضریب دمایی ویسکوزیته روغنهای سیلیکونی کمتر از یکدهم روغنهای پایه نفتی است. برخی از نمونههای آن حتی در دماهای بسیار پایین که روغنهای پایه نفتی به صورت جامد در میآیند، به خوبی ریزش میکنند. ضریب فشاری ویسکوزیته روغن های سیلیکونی نیز بسیار کمتر از مشابه نفتی آنها است. تحت یک فشار 2000 اتمسفری، ویسکوزیته روغن نفتی چند هزار مرتبه افزایش مییابد درحالیکه روغن سیلیکونی تنها حدود ده مرتبه افزایش مییابد. حتی تحت فشارهای بسیار بالا که روغن نفتی جامد میشود، روغن سیلیکونی به حالت مایه باقی میماند. روغن های سیلیکونی آبگریز بوده و از نفوذ آب جلوگیری میکنند و در نتیجه مانع از زنگ زدگی میشوند که در سایر روغنها در طول زمان شایع است. همچنین خواص ضدچسبندگی در سطوح اشیا ایجاد میکنند. علیرغم کلیه ویژگیهای ممتاز یاد شده، قیمت بسیار بالای روغنهای سیلیکونی باعث شده است تا استفاده از این روغنها محدود به شرایط بحرانی خاص و محیطهای تحت فشار یا دمای بالا گردد.

دسته سوم روغنهای ترمز گروه سنتتیک آن بوده که فرآیندی مشابه روغنهای سیلیکونی دارند با این تفاوت که از آبکافت ترکیبات اتری حاوی دو گروه عاملی بدست میآیند. متداول ترین اترهای بکار رفته در تولید روغنهای ترمز سنتتیک اترهای گلیکولی مانند اتیلینگلیکول مونو متیل اتر -2)متوکسی اتانول) با نامهای تجاری متیل اوکسیتول (Methyloxitol) و متیل سلوسولو (Methylcellosolve) (تولیدی شرکت یونیون کارباید)، اتیلینگلیکول مونو اتیل اتر -2)اتوکسی اتانول) با نامهای تجاری سلوسولو و

اوکسیتول (شرکت شیمیایی شل) و اتیلینگلیکول مونو بوتیل اتر -2)بوتوکسی اتانول) با نامهای تجاری بوتیل اوکسیتول و بوتیل سلوسولو هستند.

از نقطه نظر کارآیی و پایداری، روغنهای ترمز سنتتیک ضعیفتر از روغن های ترمز سیلیکونی بوده و بسیار بهتر از روغنهای پایه نفتی هستند. البته در دو دهه گذشته تحقیقات وسیعی در جهت افزایش کارآیی و پایداری آنها صورت گرفته و در برخی موارد با افزایش افزودنیهای مناسب کارآییهای بالا و مشابه روغن های سیلیکونی گزارش شده است. از طرف دیگر از نظر اقتصادی، هزینه تولید این دسته روغنهای ترمز بیشتر از روغنهای پایه نفتی و بسیار کمتر از روغنهای سیلیکونی است. به همین جهت به نظر میآید به جز در مواردی که کارآیی اهمیت چندانی نداشته باشد (مصارف عمومی روانکاری و خنککنندگی با روغن پایه نفتی) و یا استفاده از روغن ترمز پایه نفتی توصیه شده باشد (برخی مدلهای سیتروئن، جگوار یا رول رویس) و یا در مواردی که پایداری بسیار مهم باشد (سیستم هیدرولیک هواپیما و موشک با روغن سیلیکونی)، استفاده از روغنهای ترمز سنتتیک مقرون به صرفهتر باشد.

روغن های ترمز را بر اساس مشخصهها و ویژگیها به گریدهای مختلفی طبقهبندی میکنند. سازمانهای مختلفی بدین منظور شرایط و ویژگیهای خاصی را مد نظر قرار دادهاند. بخش حمل و نقل آمریکا،

(Department of Transportation) که به اختصار DOT نامیده میشود، روغنهای ترمز را بر حسب کارآیی طبقهبندی نموده و با نمادهایی چون DOT 3، DOT 4 و DOT 5,1 مشخص میکند. در این طبقهبندی، عمدتاً ویژگیهای مدنظر جامعه مهندسین خودرو امریکا (SAE) اما با دید منطقهای، در نظر گرفته شده است. زیرا بهعنوان مثال شرایط جغرافیایی، دما و رطوبت در ایالتی مانند آلاسکا با دیگر ایالتها تفاوت فاحشی دارد. در جدول زیر فاکتورهای موثر در طبقهبندی روغن ترمز آمده است.