PAGs, ПАГ, Полиалкиленгликоли, OSP

[SiOG 703]

Полиалкиленгликоли - синтетическое базовое масло, V группа по API.

В целом о них в статье от инженера Mobil можно почитать здесь: http://www.oiltrade.ru/stati_mobil/chto_takoe_polialkilengligolevie_masla

Немного информации по ним из материалов одного из крупнейших производителей ПАГ - Dow.

Общий процесс получения:

Стандартная химическая формула:

Плюсы и минусы PAG

 

Чем интересно Dow.

Dow разработало и производит OSP (Oil-Soluble Polyalkele glycol)- маcлорастворимые полиалкиленгликоли. под торговой маркой UCON OSP Главное их отличие от традиционных PAG - отличная смешиваемость с другими маслами, также уменьшена гидроскопичность и лучше совместимость с эластомерами. Особенности обусловлены применением бутиленоксида (BO) при синтезе ПАГ, вместо обычных пропиленоксида (PO) или этиленоксида (EO).

Наглядное изображение:

 

Отличие от обычных ПАГ в структуре я выделил красным, это "лишняя группа" CH3, появляющаяся как раз из-за использования BO при синтезе. Вместо неё можно и другое "прилепить" - растворимость ещё улучшится:

 

Сравнение OSP с PAG на "паутинке" от Dow:

 

Типовые характеристики производимых OSP:

 

Их применение:

Как видно из таблиц, в моторных маслах могут применяться OSP-18, OSP-32, OSP-46 в качестве базового масла, а также в как модификатор трения и дисперсант, OSP-68 - дисперсант, OSP-460 и OSP-680 - модификаторы трения.

Как я полагаю, именно эти OSP рекламируют Kroon oil, Xenum и т. д., и применяются они видимо в качестве присадок.

 

Много всякой интересной информации, в том числе результаты разных тестов и сравнений - в прикрепленных файлах.

OSP broshure.pdf

OSP TDS.pdf

PAG turbine oil.pdf

solving_osps.pdf

Что такое PAG.pdf

Lube-Tech PAG OSP.PDF

osp new.pdf

Изменено 14 июля 2017 пользователем SiOG

[torcon 63 972]

в свое время тоже полиалкил гликоли изучал, они показывваются на ик спектре пиком. А в Xenum XPG 5W-30 свежее я на ИК спектре ничего не увидел. Поэтому сделал вывод что нет в Xenum никаких гликолей - обычный гидрокрекинг. Но может ошибаюсь - перепроверь меня, погугли на предмет Polyalkele glycol и FTIR найдешь графики и пики и сравни их с ИК спектром из темы анализа. 

[SiOG 703]

Про спектры.

Внимание: большинство спектров на oil-club построены в зависимости Absorbance от длины волны. В большинстве найденных мной материалов график строится в Transmittance от длины волны, эти показатели противоположные, что-то типа поглощение/пропускание, поэтому для сравнения надо просто перевернуть график.

 

Очень полезную инфу нашел здесь https://sites.google.com/site/isumate453lab3group8/data/polyethylene-glycol-peg

Типичный спектр полиэтиленглиголя (для нас - вверх ногами):

И самое важное для нас: расшифровка спектра. Всё предельно понятно: выделены области с пиками, соответствующим цветом в таблице показаны группы, которые они показывают.

Как мы видим, отличительная группа, типичная именно для ПАГ - С-O-C (смотри формулы в шапке) покажет пик около 1,5 на волне 1050-1150, а для С-О чуть более размазанный, с 1000 по 1260

 

Смотрим на спектр Xenum XPG:

Есть пик как раз около 1100-1200, правда несколько не дотягивает до 1,5, ну тут уже, думаю, дело в массовой доли или особенности конкретного вещества, главное что группы C-O-C есть.

Еще одна характерная гидроксил группа O-H, которая дает пик на 3,5 почему-то на спектре Xenum не очень явный, видимо маленький бугорок 0,4 на 3600. Впрочем, для длинноцепочечных ПАГ это нормально, насколько я понял, на спектре полиэтиленгликоля с молярной массой 550 его вообще практически нет, а у пропиленгликоля с молярной 425 всего около 0,17 (см. прикрепленные файлы). Так что ориентироваться на него не стоит.

 

Здесь еще один типичный график. При помощи выпадающих списков под картинкой меняем Transmittance на Absorbance и график встает как обычно.

 

И еще. В моторных маслах скорее всего будет полипропиленгликоль или что-то среднее между полипропелен и полибутелен гликолем, вплоть до чистого полибутеленгликоля, если делается с использованием бутелен-оксида то это уже OSP, об этом я в принципе писал уже, но C-O-C группа в них всегда есть.

 

Выводы:

1) ПАГ можно найти по пику в районе 1100 нм;

2) в протестированном Xenum XPG такой пик есть.

 

Конструктивная критика и обсуждение приветствуются :)

 

В прикрепленных файлах спектры, справа вертикальная шкала - Absorbance

Полиэтеленгликоль 550.PDF

Полиэтиленгликоль 400.PDF

Полипропеленгликоль 425.PDF

Изменено 29 июля 2017 пользователем SiOG

[torcon 63 972]

Это пик сульфации он есть во многих маслах, попробуй взять ИК спектр Xenum и сравнить его с другими маслами которые мы протестировали. :) Я по памяти конечно но много у кого такой есть, при том что PAG в них нет. :) ZDDP его дает по моему... 

[SiOG 703]

Перед написанием того поста смотрел другие спектры и полных совпадений не нашел. Пика на 1100 нет в Лукойл Люкс 5w-40, G-enegry 10w-40, NGN Maxi и Emerald, Xenum VRX, Meguin Quality, Ravenol  VSI, Aral Hightronic, PC SUPREME synthetic, LM Optimal, GM dexos 2, Chempioil Ultra, ZIC 5000, Totek HR.

 

Пик около 1,5 на 1100 из тех, что я видел, есть только у Redline 5w-20. Но сам спектр не совпадает полностью. Несколько похожи Valvoline VR1 Racing 5w-50 и Penzoil Ultra 5w-30, но там пики намного менее выражены. Если подскажете, какие еще спектры посмотреть, буду благодарен.

 

Есть мысль, что этот пик покажут еще и эстеры, ведь в эстерах тоже группа С-О-С есть, точнее там О=С-О-С, но я не знаю точно как спектр показывает. Я не вижу препятствий к наличию в Xenum ПАГ, но речь идет не о нем в этой теме. Про сульфацию на спектре изучу.

 

Главное, что ПАГ покажет пик не менее 1,5 на волне около 1100. В этом сомнений нет.

[SiOG 703]

Пик сульфации проявляется в отработке:

Стр. 90 http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/61614/704739979-MIT.pdf?sequence=2

 

И еще вот: http://www.labinspection.com/sulfation.html

Изменено 4 августа 2017 пользователем SiOG

[torcon 63 972]

@SiOG, сорри за отсутствие, занят катастрофически :)

Вот кто повышает пик "сульфации" в свежих маслах. Обрати внимание что в Xenum XPG 5W-30 есть эстеры...И если посмотришь вообще на масла с эстерами везде в этом месте повышается горбик. :)

 

Как пример Valvoline среди остальных масел правда те тоже с эстерами... :)

 

 

[SiOG 703]

@SiOG, сорри за отсутствие, занят катастрофически :)

Да ничего :)

 

@SiOG, сорри за отсутствие, занят катастрофически :)

Вот кто повышает пик "сульфации" в свежих маслах. Обрати внимание что в Xenum XPG 5W-30 есть эстеры...И если посмотришь вообще на масла с эстерами везде в этом месте повышается горбик. :)

Ester Shift.jpg

 

Как пример Valvoline среди остальных масел правда те тоже с эстерами... :)

Valvoline 0W-40.jpg

Про эстеры понятно. Я в посте №5 упомянул уже, теперь увереннее скажу. Да, в эстерах, как и в ПАГ есть соединение С-О, которое дает пик на волнах 1000-1260 (см. табличку пост №3). Что четко видно на графике с разной концентрацией эстеров. Но обратите внимание, что пик в эстерах на волне 1150 и дальше, тогда как в Xenum он точно до 1150. Я даже дополнительно расчертил, чтобы убедиться (неподписанное деление - 1100):

И С-O-C как раз дает пик на 1050-1150.

И если в эстеровых маслах сначала маленький бугорок, а потом большой, то в Xenum - наоборот.

Вот еще полезная табличка (правда речь идет про отработку, но тем не менее):

В общем, еще раз повторюсь, по спектру я не вижу оснований говорить что в Xenum нет ПАГ, а даже наоборот.

Оффтоп

Если Daw производит готовый продукт для производства моторного масла с ПАГ, почему бы Xenum не купить его и не использовать.

[SiOG 703]

STLE-member Dr. Kaustav Sinha, associate scientist for The Dow Chemical Co. in Midland, Mich., ... “One possible option for friction reduction would be through the introduction of polyalkylene glycols (PAGs) as an additive/co-basestock in a fullyformulated fluid,” Sinha says. “Due to their oxygen polarity, PAGs have solvent properties different from those of hydrocarbons. The polarity of PAGs, including oil-soluble versions, further enhances their affinity for metal surfaces, forming a durable, low-friction lubricating film.” Figure 6 shows the friction reduction benefit of two prototype, PAGbased PCMO formulations in MTM studies.

http://www.dow.com/ucon/pdfs/tlt_techbeat.pdf

Вот только не перепутали ли они 2.5 и 2.7 HTHS?

[SiOG 703]

Спектр Kroon-oil Poly Tech 10w-40 которое по заявлению производителя и мнению коллег с немецкого форума содержит ПАГ

 

Как и в Xenum пик на 1100, сначала повыше, потом пониже. Ну что, значит, всё-таки эти масла содержат ПАГ и по этому пику можно узнавать такие масла?

[torcon 63 972]

Будет больше спектров масел на паг, узнаем :) Вроде бы ты нашел как паг отличать, но важно что бы это не было что то другое что поднимает этот пик. Чистый спектр PAG думаю ответил бы внятно, не искал? В смеси с маслом там будут пики на той же волне просто они будут ниже. Например если чистый AN вязкости 5cst просветить на ик, там пики будут до потолка... А в смеси с маслом в небольшом колличестве мы видим просто гребенку невысоких пиков :)

[SiOG 703]

В посте №3 в том числе прикрепленных файлах есть спектры чистого ПАГ. И еще когда искал спектры встречал какое-то исследование, кажется на медицинскую тему. Так вот, там сравнивали какое-то вещество, и тоже вещество вместе с ПАГ, и где с ПАГ как раз пик подскакивал на 1100, попробую найти.

[SiOG 703]

Нашел, с ДНК смешивали

 

За одним вот еще, тут чистый ПАГ, ПАГ+хлорид аммония и ПАГ + хлорид аммония+ оксид Титана, зачем смешивали не вникал, пик на 1100 есть везде

 

Полные исследования в прикрепленных файлах

Тут еще ПАГ с Shellac смесь http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/776/1/012053/pdf

А здесь о спектрах масел в целом и про гликоли есть http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.619.3210&rep=rep1&type=pdf

DNA and peg.pdf

628790.pdf

Изменено 12 ноября 2017 пользователем SiOG

[torcon 63 972]

Ну вот давай представим тут просвечен чистый паг, и такой маленький пик, а у нас в масле его процентов 10-30% там вообще будет незаметный горбик. :)

 

Допустим в Xenum 5W-30 горбик в районе 1100 обозначает PAG

 

Вот Redline 10W-40 на эстерах ПАО итд. Здесь у нас тоже пик на 1100. Но значит ли это, что он на PAG? 

 

У Mobil1 FS 0W-40 есть небольшой пик 1110.

 

Akkora 0W-40

 

Вот здесь ИК эстеров в разном процентном содержании, видно что они точно этот пик повышают. А если добавить различные присадки ZDDP, AW, EP, детергенты, дисперсанты.... как это повлияет на пик 1110? 

 

[SiOG 703]

В смысле маленький? 22.308 (где с DNA работа) это маленький? Или это не то?

Логично, что эстеры дают этот пик, С-О-С в них тоже есть. И любой простой эфир даст этот пик. В том числе и ПАГ. И в redline есть что-то с С-O-C.

Я согласен, чтобы окончательные выводы делать, надо больше спектров именно масел моторных найти. 

Изменено 13 ноября 2017 пользователем SiOG