Když se podíváme na nejobecnější složení maziv, zjistíme, že větší část tvoří základový olej, o němž jsme psali už v sekci Základy o olejích. Další neméně důležitou složkou jsou zušlechťující přísady neboli aditiva, se kterými se blíže seznámíme.
Dnešní vysoké nároky na maziva mohou splňovat pouze oleje a plastická maziva s moderními aditivy. Přidávají se do maziv, aby se změnily nebo zlepšily jejich přirozené vlastnosti, resp. aby získaly vlastnosti, které maziva v přírodním stavu nemají. Druh a množství příslušných aditiv musí být přesně uzpůsoben danému účelu a použití. Podíl aditiv se může pohybovat přibližně od 1 % až do 30 %.
Základní skupiny aditiv jsou následující:
- Přísady proti oxidaci (antioxidanty)
- Detergenty a disperzanty
- Aditiva proti opotřebení
- Inhibitory koroze
- Modifikátory viskozity
- Přísady proti pěnění
- Zlepšovače bodu tuhnutí (depresanty)
- Modifikátory tření
Dále se blíže zastavíme u jednotlivých aditiv.
Přísady proti oxidaci (antioxidanty)
Olej zvláště pak motorový je velmi namáhán vysokoteplotně, přítomností zplodin hoření, ale i samostatného kyslíku. Jsou v něm také přítomny otěrostní kovy, které působící jako katalyzátor. To vše vytváří ideální podmínky pro oxidaci. Představte si olejovou náplň jako jeden chemický reaktor, kde probíhá mnoho reakcí, které jsou však v oleji nežádoucí. Antioxidanty ukončují nežádoucí radikálové reakce nebo rozkládají jejich iniciační látky. Tyto aditiva omezují vznik nežádoucích látek, zpomalují stárnutí oleje a zajišťují jeho oxidační stabilitu.
Detergenty a disperzanty
Detergenty a disperzanty tzv. DD přísady, jsou čistící aditiva důležité hlavně pro motorové oleje. Jejich funkce spočívá v omezování tvorby úsad na kovových částech motorů (detergentní funkce) a v rozptylování korozívních studených kalů, které se tvoří v oleji při práci motoru za relativně nízkých teplot (dispergační funkce). Tyto přísady navíc neutralizují kyselé složky olejů a zmenšují tak korozívní opotřebení kovových ploch.
Potlačování tvorby úsad, kalů a laků (karbonů) z produktů oxidace a zneškodňování látek, které tvorbu těchto oxidačních produktů podporují zajišťují DD přísady těmito způsoby:
- neutralizací kyselých látek, které působí jako iniciátor vzniku karbonů:Detergenty vytvářejí tzv. alkalickou rezervu, zásadu přítomnou v mazivu. Kyselina je vlastně zneutralizována („zneškodněna“) zásadou.
- solubizací – převáděním kapalných, avšak v oleji málo rozpustných nebo nerozpustných látek, do rozpustné formy
- peptizací tuhých částeček, vytvářením jejich stálé suspenze v oleji
Všechny DD aditiva mají podobný charakter. Tvoří je polární část, která zajistí přilnutí k nečistotě, ale není rozpustná v oleji a část nepolární, která zajišťuje rozpustnost aditiva i s nečistotou.
Aditiva proti opotřebení
Protiotěrové (AW) a také vysokotlaké přísady (EP) reagují s kovovým povrchem nebo k němu přilnou sorpční silou, a tím vytvoří ochrannou vrstvu, která při vysokých tlacích a teplotách zabrání přímému kontaktu třecích ploch. V případě setření z kovového povrchu se opět obnoví. Na Obrázku 4 je zobrazen mikroskopický výřez kontaktu dvou součástek a funkce aditiv. Povrch není hladký, jak se zdá při pozorování pouhým okem.
Inhibitory koroze
Chrání kovové součástky, které jsou v kontaktu s mazivy, před korozí a rzí. Polarizovaná aditiva vytvářejí na povrchové ploše kovu kobercovité ochranné filmy. Vzhledem ke své polární struktuře kolidují s aditivy proti opotřebení, tzn. mohou omezovat jejich účinek.
Modifikátory viskozity
Zvyšovače viskozitního indexu umožňují výrobu vícerozsahových (multigrádních) motorových olejů. Tato aditiva rozšiřují rozsah viskozity oleje a snižují tím závislost viskozity na teplotě. Zjednodušeně řečeno jsou to dlouhé řetězce molekul, které jsou ve studeném stavu v oleji zavinuté v „klubku“ a kladou pohybu molekul oleje relativně malý odpor. S rostoucí teplotou se „klubka“ rozvinují, nabývají na objemu a vytvářejí síť ok, která brzdí pohyb molekul oleje a zpomaluje tím příliš rychlé snížení viskozity oleje.
Při střihovém namáhání mohou být zvyšovače viskozitního indexu narušeny, tj. dlouhé molekuly jsou oslova „roztrhány“. Ztráta viskozity, která tím nastane, je trvalou změnou. Zkrácené molekuly mají menší objem a tudíž i menší zhušťovací účinek. Odolnost maziva proti smyku je výrazně ovlivňována kvalitou zvyšovače.
Přísady proti pěnění
Tyto přísady zamezují vytváření stabilní vrstvy pěny na povrchu oleje. Snižují povrchové napětí, a tím dochází k rychlejšímu odbourávání pěny.
Zlepšovače bodu tuhnutí (depresanty)
Za nízkých teplot by mohlo docházet u minerálních olejů k vylučování krystalů parafínů. Tato aditiva vytvářejí kolem malých krystalů parafínu plášť, tyto se pak nemohou vzájemně spojovat a olej si zachovává tekutost déle.
Modifikátory tření
Tato aditiva vytvářejí na kovovém povrchu ochrannou vrstvu na základě fyzikálních sil. Vzniklá vrstva zabraňuje přímému kontaktu třecích ploch, čímž se sníží úroveň tření.
Při výzkumu a vývoji maziv je vynakládáno velké úsilí na vytvoření vyvážených směsí aditiv významně přispívajících ke špičkové kvalitě výrobků. Všechny moderní oleje jsou plně aditivované. Obsahují směs uvedených adititiv, které jsou ve vzájemné rovnováze a mnohdy působí synergicky, což znamená, že výsledný účinek dané směsi je pro zlepšení určité vlastnosti lepší než účinek jednotlivých složek.