Aditivo antidesgaste
Tradução, expansão e melhorias do artigo da Wikipedia em inglês: AW additive
Aditivos antidesgaste [Nota 1], citados na literatura em inglês como AW additives (de antiwear additives) são aditivos para lubrificantes para previnir o contato metal-metal entre, por exemplo, partes de engrenagens.
Aditivos de extrema pressão, citados na literatura inglesa como EP additives (de extreme pressure additive) são usualmente usados em aplicações tais como caixas de transmissão (caixas de velocidade), enquanto aditivos antidesgaste são usados com cargas mais leves tais como mancais e motores, tanto hidráulicos como automotivos.
São substâncias que, quando adicionadas aos lubrificantes possuem a propriedade de melhorar a capacidade da camada de retenção do lubrificante, evitando o contato direto entre as superfícies de atrito, mesmo sob cargas concentradas, nas quais a viscosidade do óleo não pode manter pressão. As áreas em que estas condições podem apresentar estas condições de lubrificação são, por exemplo, as superfícies de contato do came, cilindro-pistão e os dentes das engrenagens.[Nota 2][1]
Estes aditivos antidesgaste são divididos essencialmente em duas categorias, agentes químicos, de preferência, utilizados em óleos lubrificantes, e de ação física ou físico-químicos, utilizados nas graxas. Os primeiros trabalham adaptados às superfícies metálicas e como reação a essas condições de atrito produzem aumentos de temperatura locais, reagindo com o metal na superfície da peça e formando uma película lubrificante sólida, que pode deslizar sobre a superfície de fricção que impede o contato metal com metal.
Os aditivos deste tipo mais frequentemente utilizados são ditiofosfatos de metais, tais como o zinco (utilizado em óleos de motor, também possuindo propriedades anti-oxidantes), e compostos orgânicos de fósforo.
Alguns aditivos antidesgaste populares são:
Ditiofosfato de zinco (ZDP, zinc dithiophosphate);
Ditiofosfato de zinco dialquila (ZDDP, zinc dialkyl dithio phosphate), provavelmente o mais largamente usado em formulações de óleos para motores, também atuando como um inibidor de corrosão e antioxidante;
Fosfato de tricresila (TCP, tricresyl phosphate) , usado para operação em altas temperaturas, frequentemente usado como um aditivo antidesgaste e de extrema pressão em lubrificantes de motores à turbina, e também em alguns óleos de cárter e fluidos hidráulicos;
Halocarbonos (parafinas cloradas), para operações de extrema pressão;
Monooleato de glicerol (também dito “de glicerina”, na literatura em inglês glycerol mono oleate);
Ácido esteárico, que adere às superfícies através do processo de adsorção reversível a 150 ° C, o que limita a sua utilização à condições de contato brandas.
Ácidos dialquil ditiofosfóricos fluoretados e seus sais metálicos tem sido desenvolvidos com o propósito de serem aditivos antidesgaste.[2]
No caso específico do popular ZDDP, este pode ser descrito como uma molécula polar cujas qualidades de proteção são ativadas pelo calor e pela carga. Diferentes famílias de variações do ZDDP são classificadas pela sua taxa de modificação ou ativação com a temperatura (“queima”), ou os lubrificantes em percentagem de ZDDP em relação aos detergentes (surfactantes), inibidores de oxidação e outros componentes.[3]
Algumas formulações usar PTFE (teflon) coloidal, mas sua eficácia é controversa.
Um segundo tipo de aditivo antidesgaste simplesmente revestem as superfícies de metal com uma camada de lubrificante sólido, dentro de limites, impedindo o contato direto entre as superfícies de metal, mesmo na ausência de lubrificante líquido, que atua como suporte do aditivo. Estes aditivos são de preferência utilizados nas graxas e lubrificantes para fins especiais. Os mais conhecidos são o grafita e o dissulfeto de molibdênio.
Muitos aditivos antidesgaste funcionam como aditivos de extrema pressão, por exemplo, os organofosfatos ou os compostos de enxofre.
Em condições de extrema pressão, o desempenho dos aditivos antidesgaste torna-se insuficiente e aditivos de extrema pressão são necessários.
Evolução do uso
Uma diminuição do uso de aditivos antidesgaste coincidiu com melhorias contínuas na química dos aditivos e formulações de lubrificantes. Apesar das plataformas de motores modernos teremincorporado componentes de menor fricção para reduzir a necessidade de aditivos antidesgaste, novos motores em produção também têm uma maior relação potência-deslocamento e uma expectativa de vida superior a 320 mil quilômetros. Motores da década de 1970 e início da de 1980, durante a "era de alta uso do zinco" tinham apenas por acaso a obtenção de 160 mil quilômetros antes de uma retificação ser necessária. A parir de novas especificações API para óleos lubvrificantes, os requisitos para a proteção contra o desgaste, proteção contra corrosão e limpeza aumentaram, apesar de uma redução global do uso aditivos antidesgaste.[3]
Desenvolvimentos quanto
à poluição produzida
Aditivos alternativos que são denominadas de Zero SAPS (sulphated ash, phosphorus and sulphur, ou cinza sulfatada, fósforo e enxofre) estão sendo pesquisados quato ao potencial anti-desgaste, na esperança de que eles possam ser incorporados aos lubrificantes para automóveis buscando reduzir o nível global de SAPS. Uma série de compostos orgânicos heterocíclicos contendo oxigénio mostraram exibir um comportamento antidesgaste razoável num tribosistema ferroso relacionado à polaridade relativa dos compostos.[Nota 3][4][5][6]
Notas
1. Desgaste é a remoção gradual de material sobre uma superfície causada pelo contato entre superfícies mais ásperas.
2. Came é uma parte de uma roda ou eixo giratório ressaltada e projetada para transmitir um movimento alternado ou variável a um outro mecanismo.
3. Tribosistema, referente à Tribologia, sistemas apresentando atrito. Tribologia é a ciência e tecnologia da interação de superfícies em movimento relativo e assuntos e práticas relacionados.[7]
Referências
1. ANTIDESGASTE (Aditivos) - Definición - Significado - diccionario.motorgiga.com
2. Composto, composição lubrificante, aditivo antidesgaste, processo de fabricação de um aditivo antidesgaste e lubrificante - www.patentesonline.com.br
3. John Baechtel; Racing Oil vs. Street Oil: Know the Differences - www.enginelabs.com
4. Greenall, A., Neville, A., Morina, A., Sutton, M., "Tribological performance of a novel, organic anti-wear additive and its interaction with zinc dialkyldithiophosphate and an overbased detergent", submitted for publication in Tribology International
5. Burkinshaw, M., Neville, A., Morina, A., Sutton, M., "Calcium sulphonate and its interactions with ZDDP on both aluminium – silicon and model silicon surfaces", submitted for publication in Tribology International
6. Ardian Morina, Anne Neville; Investigation of the Interactions Between a Novel, Organic Anti-wear Additive, ZDDP and Overbased Calcium Sulfonate - www.engineering.leeds.ac.uk
7. JOST, H. P. (2006). Tribology: How a word was coined 40 years ago. TRIBOLOGY AND LUBRICATION TECHNOLOGY. 62 (3), pp 24-29