潤滑剤のせん断安定性および粘度指数向上剤。
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せん断安定性せん断応力に抵抗するポリマーの能力であり、これはポリマーの重要な性能です。粘度指数向上剤。 粘度指数向上剤のせん断安定性が低い場合、せん断応力の作用によりポリマー主鎖が切断され、粘度の低下を引き起こします。 その結果、混合潤滑油は元の粘度グレードを維持できなくなり、摩耗と燃料消費量が増加します。
せん断安定性は、粘度指数向上剤の重合度 (相対分子量)、分散度 (相対分子量分布)、および溶液中のポリマーの流体力学に関連します。
ポリマー鎖が長くなり（相対分子量が大きくなり）、分散度が高くなるほど、壊れやすくなり、剪断安定性が低下します。
逆に、ポリマーの相対分子量が小さいほど、せん断安定性は向上しますが、処理速度が大きくなり、清浄度に悪影響を及ぼします。 したがって、やみくもに可能な限り最小のせん断安定性を追求するのではなく、必要なせん断安定性を達成することだけが必要です。
せん断安定性はどのように表現すればよいでしょうか?
鉱物ベースオイルはニュートン流体であり、その粘度はせん断速度とは関係がありません。 粘度指数向上剤を添加した潤滑油（マルチグレードオイル）は、基油の流動特性を変化させ、非ニュートン流体となります。 粘度はせん断速度の増加または減少に応じて変化します。
せん断応力の作用下では、マルチグレードオイルの粘度は低下します。これは、粘度減少率または粘度損失率（せん断安定性指数、SSI).
ポリマーが高いせん断速度にさらされると、一時的な粘度損失が発生します。 この時のせん断速度は通常10程度です。4s-1、その分子は軸方向に沿って流れ、整然としたものになります。 ポリマーの形状が球形から変化します。凝集体は流体力学的体積を占める細長い構造に変化し、その結果、粘度が低下します。 この粘度損失は可逆的であり、せん断応力がなくなると回復できるため、この粘度損失は一時的なものであり、次のように表されます。一時的なせん断安定性指数 (ティッカー).
せん断速度がさらに増加すると、変形量が最大に達するまで、より多くの分子が変形し、粘度の損失が大きくなります。 せん断速度が10を超えると6s-1、一時的な粘度損失に加えて、ポリマー鎖の切断によって引き起こされる不可逆的な粘度損失もあり、これは永久粘度損失と呼ばれます。 永久剪断安定性指数 (永久せん断安定性指数、PSSI）を表します。 ポリマーの鎖切断は一般に鎖の中間で起こり、そこで炭素-炭素結合が分裂して 2 つの小さな分子が生成されます。
ポリマーの分子量が大きいほど、変形や機械的劣化が起こりやすくなります。 ただし、ポリマーの相対分子量が十分に小さい場合は、永久的な粘度損失さえも発生せず、通常はさらなる分解を引き起こすのは容易ではないため、分解プロセスは自己制限的です。
エンジン各部のせん断速度は異なり、一時的な粘度損失も異なります。 ギヤ、ベアリング、ピストン、シリンダー壁が最も大きく、一時的な粘度低下も大きいため、これらの部分は摩耗や磨耗が発生しやすい
ガソリンエンジンオイルのせん断速度
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せん断速度 |
エンジン部品 |
影響 |
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A |
103/s~104/s |
リアピストンリング、バルブステム、ポンプ入口 |
燃費、低温流動性 |
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B |
105/s~106/s |
ジャーナルベアリング、ピストン、シリンダー壁 |
ベアリングの摩耗、かじり、ホットスタート |
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C |
106/s-1~108/s |
ギア、カム、タペット |
切る |
粘度損失は、せん断前後の動粘度 (KV) によって測定されます。 永久剪断安定性は、ASTM D6022 に従って次のように永久剪断安定性指数 (PSSI) または単に SSI によって定義されるのが一般的です。
PSSI=SSI=（V0-VS）/(V0-Vb)*100
Vo= 剪断されていないオイルの粘度
Vs= 剪断油の粘度
Vb= ベース液の粘度 (ポリマーなし)
せん断安定性を測定するには 3 つの一般的に使用される方法があります。
●ディーゼルノズル方式
●超音波方式
● L-38 法 (L-38 エンジンを 10 時間運転した後にせん断の程度を測定します)
3 つの方法の過酷さは大きく異なります。 米国、欧州、中国の内燃機関油の規格は、それぞれL-38法、ディーゼルノズル法、超音波法を採用しています。 3 つの方法はすべて、剪断後の粘度がこのグレードのオイルに指定された粘度範囲内に留まっている必要があります。
SSIの比較エチレン・プロピレン共重合体（OCP）VIIさまざまなテスト方法で。
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アイテム |
SSI パーセント |
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ディーゼルインジェクター |
ソニックシアー |
L-38 エンジンのテスト |
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エチレン-プロピレン共重合体は米国と中国で一般的に使用されています |
48.5 |
38 |
20~22 |
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欧州仕様に準拠した一般的に使用されるエチレン-プロピレン共重合体 |
28.3 |
21.7 |
12 |
上の表は、米国と中国で一般的に使用されているエチレン - プロピレン コポリマーの SSI 値が、ディーゼル インジェクターで約 50 パーセント、ソニック シャーで約 40 パーセント、L-38 エンジンで約 20 パーセントであることを示しています。テスト。
欧州仕様に従って一般的に使用されるエチレン - プロピレン コポリマーの SSI 値は、ディーゼル インジェクター法によると約 30 パーセント、ソニック シェアによると約 22 パーセント、L-38 エンジン テストによると約 12 パーセントです。
SSI 値は、せん断安定性の測定に使用される特定のせん断装置に依存することに注意してください。
さまざまな潤滑油のせん断安定性の要件:
ガソリンエンジンオイル< Diesel Engine Oil < Automatic Transmission Fluid (ATF) < Hydraulic Oil < Gear Oil.
さまざまな潤滑油製品には、要件を満たすために対応するせん断安定性試験方法があります。試験方法それは：
クランクケース潤滑剤: ソニックシェア法 (5 分と 10 分の両方)、3200km (2000 マイル) ロードシェアテスト、L-38 法、ディーゼルインジェクター法、プジョー 204 テスト。
オートマチック トランスミッション液および作動油: Dexron ATF、HETC T-13、10,000 サイクル、クライスラー パワー ステアリング ポンプ テスト、4 時間×93.3 度 (テスト条件には 4137kPa×1700r /min および 2758kPa×1800r が含まれます) /分）。
ギヤオイル：ＡＬＩ可変強度スコアリング試験−せん断安定性判定（ＡＬＩ可変強度スコアリング試験−せん断安定性判定試験）９３．３度×１２０ｈ。
さまざまなせん断試験方法によって決定される SSI
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潤滑剤の種類 |
クランクケースオイル |
ティッカー |
油圧オイル |
ギヤオイル |
||
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試験方法 |
ソニックシアー① |
L-38,10h |
ディーゼルインジェクター② |
デクスロンATF③10000サイクル |
ポンプテスト④ |
ALIVST⑤ |
|
アクリロイド702⑥ |
30 |
20 |
45 |
49 |
52 |
89 |
|
アクリロイド955⑦ |
23 |
12 |
36 |
43 |
45 |
-- |
|
アクリロイド1017⑧ |
0 |
0 |
0.5 |
0 |
1 |
15~20 |
① ASTM D-2603、最小 5 分。
② DIN-51382: ディーゼル インジェクター: 10W-30/10W-40。
③ デクスロン ATF、HETC T-13、10000 サイクル。
④ クライスラーパワーステアリングポンプテスト、4時間×93。 3度、荷重2758kPa、1800r/min.
⑤ ALI 可変強度スコアリング試験 - せん断安定性の測定、93.3 度×120 時間。
⑥ アクリロイド702：流動点降下効果のあるPMAで、ガソリンエンジンオイルに適しています。
⑦ アクリロイド955：流動点降下効果と分散効果を有するMAで、ガソリン・ディーゼルエンジンオイルに適しています。
⑧ アクリロイド 1017: PMA、オートマチックトランスミッション液、作動油、マルチグレードギヤオイルに適しています。
KRL せん断安定性試験方法これは、実際の動作条件下で潤滑油の粘度損失を予測するための正確なせん断試験方法として潤滑油業界で認識されており、最新の潤滑油製品の開発における重要な評価ツールとなっています。
