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Jun 06, 2023

Tout sur les additifs pour lubrifiants

La technologie des additifs pour lubrifiants est une activité complexe car elle implique plusieurs produits chimiques différents. Souvent, un additif peut interagir négativement avec un autre additif car ils sont tous deux en compétition pour le

La technologie des additifs pour lubrifiants est une activité complexe car elle implique plusieurs produits chimiques différents. Souvent, un additif peut interagir négativement avec un autre additif, car ils sont tous deux en compétition pour la même zone sur la surface du substrat. Ce type d'interaction peut conduire à l'annulation des propriétés souhaitées des additifs.

À l’inverse, l’utilisation de différents additifs chimiques peut parfois avoir un effet synergique positif sur les performances. Par conséquent, comprendre les compositions chimiques complexes et les interactions des divers additifs lubrifiants est primordial pour formuler correctement une graisse haute performance qui répond aux exigences d’une application.

Certains des additifs les plus importants utilisés dans les graisses de formulation sont répertoriés dans le tableau 1.

Tableau 1. Qu'y a-t-il dans votre graisse ? Ce tableau présente les caractéristiques de certains additifs pour graisses courants. Source : Lubrifiants Nye Inc.

De nombreux lubrifiants synthétiques, notamment les huiles lubrifiantes à base d’hydrocarbures, sont sensibles à la dégradation par l’oxygène. Ce processus d'oxydation, initié par la formation de radicaux libres réactifs et de peroxydes, est la cause majeure de l'épaississement de l'huile et de la formation de boues et de vernis dans de nombreuses applications.

L'oxydation destructrice du pétrole peut être décrite comme un processus cyclique impliquant l'initiation, la propagation, la ramification et la terminaison (Figure 4). À moins que le cycle ne soit interrompu ou terminé, l'oxydation continuera à se produire jusqu'à ce que l'huile ou la graisse ne soit plus utilisable.

4. Briser le cycle. Les antioxydants primaires (AO) réagissent avec les radicaux très réactifs, ralentissant la dégradation en brisant les chaînes radicalaires auto-propagées. Les AO secondaires réagissent avec les peroxydes réactifs présents pour interrompre le cycle d'oxydation. Avec l'aimable autorisation de : Nye Lubricants Inc.

Les antioxydants sont des additifs conçus pour prolonger la durée de vie d'un lubrifiant en augmentant la résistance à l'oxydation de l'huile de base. Les antioxydants permettent aux lubrifiants de fonctionner à des températures plus élevées que ce qui serait autrement possible sans eux.

Il existe deux types d'antioxydants : primaires et secondaires. Les antioxydants primaires sont généralement constitués d’amines aromatiques et de composés phénoliques encombrés. Les antioxydants secondaires sont généralement constitués de phosphites et de certains composés contenant du soufre, tels que les thioéthers et les thioesters. Chaque type d'antioxydant remplit une fonction différente pour inhiber l'oxydation.

Le processus d’oxydation commence par la phase d’initiation, lorsque des radicaux libres se forment. Les antioxydants primaires sont des « piégeurs de radicaux » qui réagissent rapidement avec les radicaux libres pendant la phase de propagation, ralentissant le processus de dégradation en formant de nouveaux radicaux plus stables.

Les antioxydants secondaires réagissent avec les peroxydes, qui sont souvent présents lorsque l'huile lubrifiante réagit avec l'oxygène. Ces antioxydants sont chargés de briser le cycle et d’empêcher la ramification et la propagation ultérieure. Le plus souvent, les formulateurs de graisses utilisent une combinaison d’antioxydants primaires et secondaires pour maximiser la protection de l’huile contre la dégradation oxydative.

Un expert du Massachusetts Institute of Technology affirme qu’une friction et une usure élevées entraînent un gaspillage de ressources totalisant plus de 6 % du produit national brut. Par conséquent, prendre des mesures pour minimiser les effets du frottement et de l’usure peut permettre d’économiser beaucoup d’argent.

Il existe plusieurs types de mécanismes d'usure mécanique qui peuvent survenir dans un système de lubrification, notamment l'usure adhésive, l'usure abrasive, les piqûres et l'écaillage. Les additifs de prévention de l'usure sont un composant nécessaire dans les lubrifiants destinés aux applications sujettes à de tels dommages.

Les additifs préventifs contre l'usure se répartissent en deux catégories : les agents extrême pression et les agents anti-usure. Les additifs extrême pression et antiusure fonctionnent tous deux en déposant une barrière protectrice par réaction sur la surface métallique.

Les additifs anti-usure sont généralement utilisés dans des conditions douces de faibles charges et de vitesses élevées pour réduire le taux d'usure continue et modérée. L'additif aide à recouvrir la surface d'application pour protéger le métal de l'usure au fil du temps. Des exemples courants d'additifs anti-usure sont les phosphates de triaryle et le dialkyldithiophosphate de zinc.