El aceite sintético es un lubricante que consta de compuestos químicos fabricados artificialmente. Los lubricantes sintéticos se pueden fabricar utilizando componentes de petróleo químicamente modificados en lugar de petróleo crudo completo , pero también se pueden sintetizar a partir de otras materias primas. El material de base, sin embargo, sigue siendo en su gran mayoría petróleo crudo que se destila y luego se modifica física y químicamente. El proceso de síntesis real y la composición de los aditivos es generalmente un secreto comercial y variará entre los productores. [1]
El aceite sintético se utiliza como sustituto de los aceites refinados de petróleo cuando se opera a temperaturas extremas. [2] Los motores a reacción de las aeronaves , por ejemplo, requieren el uso de aceites sintéticos, mientras que los motores de pistón de las aeronaves no. [3] Los aceites sintéticos también se utilizan en el estampado de metales para proporcionar beneficios ambientales y de otro tipo en comparación con los productos convencionales a base de petróleo y grasa animal. [4] Estos productos también se denominan "sin aceite" o "exentos de aceite".
Tipos
Completo
Algunos aceites "sintéticos" se elaboran a partir de materias primas del Grupo III , otros del Grupo IV. Algunos de una mezcla de los dos. Mobil demandó a Castrol y Castrol prevaleció al demostrar que su aceite de base del Grupo III se cambió lo suficiente como para calificar como completamente sintético. Desde entonces, API ha eliminado todas las referencias a Synthetic en su documentación con respecto a los estándares. "Totalmente sintético" es un término de marketing y no es una calidad mensurable.
Grupo IV: PAO
La poli-alfa-olefina (poli-a-olefina, PAO) es un polímero no polar elaborado mediante la polimerización de una alfa-olefina. Están designados en API Group IV y son un compuesto químico 100% sintético. Es un tipo específico de olefina (orgánica) que se utiliza como materia prima en la producción de algunos lubricantes sintéticos. Una alfa-olefina (o α-olefina) es un alqueno en el que el doble enlace carbono-carbono comienza en el átomo de carbono α, es decir, el doble enlace está entre los carbonos nº 1 y nº 2 de la molécula. [5]
Grupo V: Otros sintéticos
Los aceites base del Grupo V están definidos por API como cualquier otro tipo de aceite que no sean los aceites minerales o los lubricantes PAO .
Los ésteres son los sintéticos más famosos del Grupo V, que son compuestos químicos 100% sintéticos que consisten en un carbonilo adyacente a un enlace éter . Se derivan de la reacción de un oxoácido con un compuesto hidroxílico como un alcohol o un fenol . Los ésteres se derivan habitualmente de un ácido inorgánico o ácido orgánico en el que al menos un grupo -OH (hidroxilo) está reemplazado por un grupo -O-alquilo ( alcoxi ), más comúnmente de ácidos carboxílicos y alcoholes. Es decir, los ésteres se forman condensando un ácido con un alcohol.
Muchos "ésteres" químicamente diferentes debido a su polaridad y normalmente una excelente lubricidad se utilizan por diversas razones como "aditivos" o como "materias primas" para lubricantes. [5]
Aceite sintético de polialquilenglicol (PAG)
PAG industrial
Los términos polialquilenglicol y poliglicol se usan indistintamente. [6]
Los lubricantes sintéticos representan aproximadamente el 4% del mercado de lubricantes. Los PAG representan aproximadamente el 24% del mercado de lubricantes sintéticos.
El etileno es la materia prima básica que se utiliza para fabricar los aceites de poliglicoles lubricantes sintéticos. Cuando el etileno y el propileno reaccionan con el oxígeno se obtienen óxido de etileno y óxido de propileno, a partir de los cuales se producen los polialquilenglicoles mediante polimerización. Los polialquilenglicoles generalmente se preparan combinando óxido de etileno (EO) y / o óxido de propileno (PO) con un alcohol o agua.
La proporción de mezcla entre EO y PO, más el oxígeno unido en la estructura química, afectan de manera crucial el comportamiento de los poliglicoles. La industria de engranajes utiliza predominantemente poliglicoles con una relación EO / PO de 50:50 a 60:40, que presentan un comportamiento muy similar. Los poliglicoles que presentan esta composición también se denominan generalmente poliglicoles solubles en agua. [7]
Los aceites a base de polialquilenglicol se forman haciendo reaccionar un alcohol con uno o más óxidos de alquileno: el óxido de propileno proporciona insolubilidad en agua, el óxido de etileno proporciona solubilidad en agua.
Propiedades de PAG
Los PAG ofrecen propiedades que incluyen: alta lubricidad, polaridad, propiedades de baja tracción, alto índice de viscosidad, velocidades de enfriamiento controladas, buena estabilidad de temperatura y bajo desgaste. Están disponibles en formas solubles e insolubles en agua. [8]
Usos de PAG
Los PAG se utilizan comúnmente en fluidos de enfriamiento, fluidos para trabajar metales, aceites para engranajes, aceites para cadenas, lubricantes de grado alimenticio y como lubricantes en equipos hidráulicos de tipo HFC y compresores de gas. [9] Los dos fabricantes de equipos originales de compresores de aire más grandes de EE. UU . Utilizan lubricantes PAG en compresores de aire de tornillo rotativo. [10] Los aceites PAG de diferentes grados de viscosidad (generalmente ISO VG 46 o ISO VG 100) se utilizan a menudo como lubricantes de compresores para sistemas de aire acondicionado de automóviles que emplean refrigerantes de bajo GWP.
Ventajas de PAG
Los PAG están disponibles en una amplia gama de grados de viscosidad y paquetes de aditivos para una variedad de usos. Algunas propiedades de los PAG, como la solubilidad en agua, no suelen ser proporcionadas por otros lubricantes sintéticos, como las polialfaolefinas (PAO).
Los PAG evitan que se desarrollen lodos y barnices a altas temperaturas. Los PAG tienen índices de viscosidad más altos que los PAO. [11] [12] [13]
En engranajes grandes, el lubricante PAG produjo una fricción menor que el lubricante PAO. [14]
Los aceites PAG son polares, lo que significa que se desarrolla fácilmente una película de aceite sobre todas las partes metálicas móviles, lo que reduce el desgaste de arranque.
Los PAG pueden ser altamente biodegradables, particularmente los PAG solubles en agua. [15]
Desventajas de PAG
Los PAG no son compatibles con los aceites minerales, la mayoría de los sellos, pinturas y barnices. [16] [17]
Compatibilidad con el sello PAG
El PAG suele ser compatible con materiales fluoroelastómeros FKM y caucho de silicona VMQ (vinil metil silicona) .
PAG actúa como disolvente y disuelve y elimina la grasa mineral que provoca movimientos más lentos, fugas de aire y puede detener el funcionamiento de las válvulas de 4 vías. [18] [19]
El caucho natural, Buna-N y la mayoría de los sellos normales son incompatibles con los aceites PAG, especialmente los sellos recubiertos con grasa mineral. Los aceites PAG pueden hacer que los sellos se contraigan o se hinchen, provocando así graves fugas o agarrotamiento del sello. Los cilindros de aire neumáticos y las válvulas de 4 vías comúnmente usan sellos de caucho Buna-N recubiertos de grasa mineral. [20]
Aceite semisintético
Los aceites semisintéticos (también llamados "mezclas sintéticas") son una mezcla de aceite mineral y aceite sintético, que están diseñados para tener muchos de los beneficios del aceite completamente sintético sin el costo. Motul introdujo el primer aceite de motor semisintético en 1966. [21]
Los lubricantes que tienen materias primas sintéticas incluso inferiores al 30% pero con aditivos de alto rendimiento compuestos por ésteres también pueden considerarse lubricantes sintéticos. En general, la relación de las existencias base sintéticas se utiliza para definir códigos de mercancías entre las declaraciones de aduana a efectos fiscales.
Otras materias primas ayudan a los lubricantes semisintéticos
Los aceites base de tipo API Grupo II y API Grupo III ayudan a formular lubricantes semisintéticos de tipo más económico. Las existencias de aceites de base mineral de tipo API I, II, II + y III se utilizan ampliamente en combinación con paquetes de aditivos, paquetes de rendimiento y poli-alfa-olefinas de éster y / o API Grupo IV para formular semi -Lubricantes de base sintética. Los aceites base API Grupo III a veces se consideran completamente sintéticos, pero aún se clasifican como existencias de base mineral de nivel superior más alto. Un material sintético o sintetizado es aquel que se produce combinando o construyendo unidades individuales en una entidad unificada. Las materias primas de base sintética, como se describe anteriormente, son artificiales y están diseñadas para tener una estructura molecular controlada con propiedades predecibles, a diferencia de los aceites de base mineral, que son mezclas complejas de hidrocarburos y parafinas de origen natural. [22] [23]
Rendimiento del aceite sintético
Las ventajas de utilizar aceites de motor sintéticos incluyen un mejor rendimiento de viscosidad a baja y alta temperatura en temperaturas extremas de servicio [24] mejor (mayor) índice de viscosidad (VI) [25] y estabilidad química y al cizallamiento. [26] Esto también ayuda a disminuir la pérdida debida a la evaporación. [25] [27] [28] [29] Ofrece resistencia a la oxidación, descomposición térmica y problemas de lodos de aceite [30] e intervalos de drenaje extendidos, con el beneficio medioambiental de la generación de menos residuos de aceite usado. Proporciona una mejor lubricación en condiciones de frío extremo. [25] El uso de promesas aceites sintéticos, posiblemente, una vida más larga del motor [25] con una protección superior contra "ceniza" y otra formación de depósitos en los puntos calientes del motor (en particular en turbocompresores y compresores) por menos de aceite de quemado y la reducción de las posibilidades de obstrucción dañina del conducto de aceite. [24] El rendimiento de los automóviles mejora a medida que aumenta la potencia y el par motor debido a la menor resistencia interna del motor. [30] Además, puede mejorar la eficiencia del combustible : se ha documentado entre un 1,8% y un 5% en las pruebas de la flota. [25] La investigación sugiere que los sintéticos se desempeñaron aproximadamente un 47% mejor que el aceite regular. [31]
Sin embargo, los aceites de motor sintéticos son sustancialmente más caros (por volumen) que los aceites minerales [32] y tienen potenciales problemas de descomposición en ciertos ambientes químicos (predominantemente en uso industrial). [33]
Ver también
- PTT Public Company Limited
- Total SA
- Amsoil
- Castrol
- ENEOS
- ENOC
- Proceso de Fischer-Tropsch
- Idemitsu Kosan
- Liqui Moly
- Mobil 1
- Valvoline
- Cáscara
- Fuchs Petrolub
- Motul
- Pennzoil
- Petro-Canada
- Estado cuáquero
- Aceite de línea roja
- morado real
- Aceite de Schaeffer
- Estado de plata
- Combustible sintético
Referencias
- ^ "Cómo se fabrica el aceite sintético" . napaonline.com . 2016-11-28.
- ^ Lubricación de maquinaria. "Aceite convencional vs sintético" . Archivado desde el original el 6 de abril de 2010 . Consultado el 24 de marzo de 2017 .
- ^ "Aceite sintético: ¿es adecuado para su avión?" . Noticias de aviación general . 2005-03-11 . Consultado el 24 de marzo de 2017 .
- ^ "Preguntas frecuentes sobre estampado de metales" . Keats Manufacturing Co . Consultado el 24 de marzo de 2017 .
- ^ a b SynLube Incorporated. [1] Todo sobre el aceite sintético
- ^ Explicación del aceite sintético de polialquilenglicol PAG | Daryl Beatty, Dow Chemical Company y Martin Greaves, Dow Chemical Company
- ^ Klueber | Libro blanco Aceites a base de poliglicol
- ^ Lubricantes Croda | Aceites a base de polialquilenglicol
- ^ Lubricantes Croda | Aceites a base de polialquilenglicol
- ^ Explicación del aceite sintético de polialquilenglicol PAG | Daryl Beatty, Dow Chemical Company y Martin Greaves, Dow Chemical Company
- ^ Comprensión del polialquilenglicol | Wil Escobar | Tribiología y tecnología de lubricación | Mayo de 2008
- ^ Agencia de protección del medio ambiente de Estados Unidos | Lubricantes ambientalmente aceptables | 2.3 POLIALQUILENGLICOLES (página 5)
- ^ EPA | Información sobre licencias de datos para la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. | A menos que se especifique lo contrario, todos los datos producidos por la EPA de EE. UU. Son de dominio público por defecto y no están sujetos a la protección de derechos de autor nacional según 17 USC § 105.
- ^ [ https://www.klueber.com/blog/usa-canada/download/alkt68mKhbrn8it1lxCKsLn62U6oK6dEg7hu-Kozsr0 , Klueber | Libro blanco Aceites a base de poliglicol]
- ^ Lubricantes ambientalmente aceptables de la EPA
- ^ Agencia de protección del medio ambiente de Estados Unidos | Lubricantes ambientalmente aceptables | 3.4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS EALS A BASE DE POLIALQUILENGLICOL (página 8)
- ^ Explicación del aceite sintético de polialquilenglicol PAG | Daryl Beatty, Dow Chemical Company y Martin Greaves, Dow Chemical Company
- ^ Serie Mobil Glygoyle ™ | Lubricante de polialquilenglicol (PAG) para engranajes, cojinetes y compresores
- ^ Resumen de equipos nuevos | Beneficios de usar lubricantes basados en PAG (polialquilenglicol)
- ^ Maquinaria moderna | Explicación del aceite sintético de polialquilenglicol PAG
- ^ Historia de DELPHI
- ^ Manual de combustibles y lubricantes de ASTM, Química de hidrocarburos, pág. 169-184, sección 7
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