Aditivos em Lubrificantes e métodos para teste de lubrificantes

Prévia do material em texto

Aditivos de Lubrificantes
Aditivos
Produtos químicos adicionados aos óleos 
lubrificantes para conferir-lhes certas 
propriedades especiais ou melhorar algumas 
já existentes, porém em grau insuficiente 
especialmente quando o óleo é submetido a 
condições severas de trabalho;
Classificação dos aditivos:
a) Aqueles que modificam certas características 
físicas, tais como ponto de fluidez, espuma e 
índice de viscosidade;
b) Aqueles cujo efeito final é de natureza 
química, tais como inibidores de oxidação, 
detergente, agente EP e outros.
Tipos de Aditivos
• Detergentes;
• Dispersantes;
• Antioxidantes;
• Antidesgaste;
• Melhoradores de IV;
• Agentes de extrema pressão
• Agentes de oleosidade;
• Antiespumantes
Detergentes
• Materiais desse tipo são geralmente 
moléculas com uma longa cadeia de 
hidrocarbonetos, que é um grupo oleofílico 
com a finalidade de solubilizar o composto na 
base fluida, e um grupamento polar, que é
atraída para as partículas contaminantes no 
lubrificante;
• Aditivos usados comercialmente: sulfonatos 
(naturais ou sintéticos, fosfatos, fenatos, etc.)
Aditivo - Detergente/Dispersante
Sem aditivo Com aditivo
Ação detergente
dispersante
Antioxidantes 
• A oxidação do óleo se correlaciona com a 
formação de peróxidos orgânicos.
• O grau de oxidação é função da temperatura, 
tempo de exposição, catalisador, contato com o 
ar e as próprias características intrínsecas do 
lubrificante.
• As reações de oxidação pode ser acelerada ou até
mesmo provocada, quando se tem a presença de 
íons metálicos: Cu, Fe, Cr, Ti, Mn, Co, etc,
Aditivo Anti-oxidante
Reação química em cadeia 
provocando a oxidação do lubrificante
Reação química em cadeia 
provocando a oxidação do lubrificante
Mecanismos químico do processo de 
oxidação
Passivadores de Metais
• Finalidade: combater os efeitos da atividade 
dos íons metálicos.
• Atuam em sinergia com os antioxidantes 
formando uma película inativa protetora 
sobre as superfícies metálicas.
• Principais passivadores: Toliltriazol, 
Benzotriazol, Dimercaptotiodiazol, 
Mercaptobenzotiazol.
Toliltriazol
Benzotriazol
Dimercaptotiodiazol
2,5 - dimercapto 1,3,4 - tiadiazol (DMcT) 
2-Mercaptobenzotiazol
Agentes Antidesgaste (AW)
• O contato metal-metal pode ser prevenido 
adicionando-se compostos que formam um 
filme protetor entre as superfícies, tanto por 
adsorção física como por reação química.
• O composto químico mais utilizado para a 
finalidade de antidesgaste tem sido a familia 
do Ditiofosfato de Zinco.
Aditivos de Extrema Pressão
• Previne soldagem das superfícies em contato 
e desgaste, quando há grandes solicitações.
• Atua na lubrificação limite.
• Sua estrutura polar permite formar camadas 
sobre o metal (adsorção ou quimisorção).
• Aditivo anti-desgaste é usado em pressões 
moderadas.
• Aditivo EP é usado em altas pressões.
14
Compostos de enxofre e 
fósforo
• Diaquilditiofosfato de zinco(ZnDTP).
• O grupo alquila influencia na reatividade 
(EP/AW desempenho)
• Além de excelente aditivo EP e AW, o ZnDTPs 
são eficiente antioxidantes.
Compostos de enxofre
• Adicionado a óleo mineral (1,5%) para melhor EP 
propriedades.
• Enxofre ativo e inativo.
• Tipos inativos possuem relativa estabilidade das 
ligações C-S que reagirá somente a elevadas 
temperaturas.
• Tipos ativos são mais reativos e atuam até mesmo em 
baixas temperaturas. Devido a sua alta reatividade 
com metais não ferrosos eles não podem ser usados 
na usinagem destes metais principamente quando 
estes foram incorporados a motores e acessórios.
 
Reação de clivagem do 
enxôfre
QuimisorçãoAdsorção física
Superfície polar do metal
S
R
S
R
S S
RR
S S
R R
Mecanismo de atuação do 
Enxofre
Aditivo EP - Extrema Pressão
Óleo com fósforo
Ferro
Carga pesada
Fosfeto de ferro
Inibidores de Corrosão (anticorrosivos)
Protegem as superfícies metálicas contra a ação do 
oxigênio, umidade e produtos agressivos (ácido).
A velocidade de ataque aumenta na presença de água e 
impurezas polares.
– Óleos com estes aditivos formam uma camada 
protetora que inibe a corrosão
– As moleculas do aditivos são adsorvidas pela 
superficie formando uma camada hidrofóbica.
– Principais inibidores: ditiofosfatos metálicos, 
ditiocarbonatos metálicos , terpenos sulfurados e 
terpenos fosfo-sulfurados 
Aditivo Inibidor de Corrosão (Antiferrugem)
Água
Superfície
Metálica
Película lubrificante com aditivo
Água
Água
Água
Água
Água
Água
Água
Antiespumantes
– Efeitos indesejáveis: aumenta a oxidação, danos 
de cavitação, transporte de óleo insuficiente.
– Causas: tensão superficial do óleo, presença de 
substancias ativas.
– Tipos: espuma interna e espuma de superfície:
• Interna: bolhas de ar finamente dispersas no lubrificante, é estalibilizada 
pelos antiespumantes.
• Superficie: é controlada por antiespumantes. Os antiespumantes não são 
solúveis porém são dispersados em pequenas particulas o que permite a 
sua ação.
Aditivo Anti-espumante
Bolha de ar
Ação do 
Aditivo
Exemplos de antiespumantes
• Silicones
– Atuam em baixas concentrações: 1 a 100 mg/kg.
– Desvantagem: facilmente removido do lubrificante devido 
sua insolubilidade e forte afinidade por superficies 
metálicas polares.
Melhoradores de Índice de 
Viscosidade
• Melhoram as características de viscosidade 
em relação à temperatura.
• Os produtos utilizados são polímeros de 
estrutura linear, e o efeito produzido por esse 
tipo de aditivo depende dos seguintes fatores: 
natureza do óleo básico, massa molecular do 
aditivo, constituição do polímero, 
cisalhamento no motor e a concentração do 
aditivo.
Índice de Viscosidade (IV)
Temperatura Viscosidade
Aditivo Melhorador do IV
(Índice de Viscosidade)
Diminuidores do Ponto de Fluidez
• Evitam o congelamento do óleo a baixas 
temperaturas.
• Formam uma película protetora na superfície 
dos cristais de parafina.
• Bons aditivos podem abaixar o ponto de 
fluidez em até 40 0C.
• Produtos (polímeros): polimetacrilatos, 
poliacrilamidas, copolímeros de vinil 
carboxilato-dialcoil-fumaratos.
Aditivos Efeito produzido na base
Agentes 
antidesgaste (AW)
São os que amenizam os efeitos do atrito, reagem 
quimicamente com as superfícies metálicas amenizando o 
desgaste por absorção física ou reação química.
Antioxidante São aditivos utilizados para neutralização do ataque de 
ácidos e do oxigênio. Esse aditivo faz uma barreira entre as 
superfícies metálicas.
Detergentes, 
dispersantes
São os compostos químicos que eliminam os radicais 
orgânicos e decompõem os peróxidos formados em reação 
catalítica dos lubrificantes. São usados para solubilizar os 
compostos na base fluida e envolver as partículas 
contaminantes nos lubrificantes, evitando sua junção.
Antiespumantes São aditivos que adicionados aos lubrificantes, evitam o 
surgimento de bolhas de ar no sistema.
Aditivos extrema 
pressão (EP)
O aditivo EP envolve um ataque químico sobre as 
superfícies, por consequência da elevada pressão, 
velocidades de deslizamento e temperatura, evitando o 
gripamento e reduzindo o atrito.
Diminuidores do 
ponto de mínima 
fluidez
Consiste em evitar o congelamento do óleo a baixas 
temperaturas. Evitam o processo de cristalização da fração 
de parafina presente no óleo base.
Tabela 2.2 – Principais aditivos e sua função.
Métodos de Teste para avaliar 
lubrificantes
FZG equipamento
Formulação de Óleos automotivos
Tipo de Aditivo Dosagem (%)
Detergentes 2 – 10
Antioxidantes e inibidores de corrosão 0,4 – 2
Melhorador de IV 0,5 – 10
Redutores de ponto de fluidez 0,1 – 1 
Agentes EP 5 – 10 
Antiespumantes 0,0002 – 0,08
Antiferrugem 0,1 – 1
Agente controlador do odor 0,001 – 0, 005 
Agente de oleosidade 0,1
Fim da aula!!!