در بازار مواد شیمایی و صنعتی زیاد از روغن پایه می شنویم. انگار یکی از مهم ترین مواد اولیه در صنعت خودرو، همین روغن پایه یا base oil است. باید بگوییم که روغن پایه درواقع پرمصرف ترین و رایج ترین ماه اولیه در این صنعت است و انواع روغن موتورها و روانکارهای صنعتی و خودرویی همه از روغن پایه مشتق می شوند.

 گاهی اوقات 97 درصد یک محصول روغنی یا روانکار از روغن پایه تشکیل شده است. پس درنتیجه با شرکت روغن موتور رهروان کومش همراه باشید تا این ماده ارزشمند را به شما معرفی کنیم.

روغن پایه چیست؟

روغن پایه به روغن هایی گفته می شود که درجه روانکاری دارند و در ابتدا از پالایش کردن روغن خام (یعنی روغن پایه معدنی) یا از طریق سنتز شیمیایی (یعنی روغن پایه مصنوعی) تولید می شوند. در این پست سعی داریم که هر آنچه نیاز دارید درمورد روغن پایه و کاربردهای آن بدانید را توضیح دهیم.

در واقع همه روان کننده های موجود در بازار در محتویات خود دارای روغن پایه هستند. مثلا گریس به این صورت استفاده می شود که یک سری مواد افزودنی خاص را به روغن پایه اضافه می کنند و سپس گریس به دست می آید. سؤالی که اینجا پیش می آید این است:

بهترین روغن پایه موجود در بازار کدام است؟

در واقع باید بدانیم که این یکی از گیج کننده ترین سؤالات است. بین روغن های معدنی و مصنوعی کدام یک را باید انتخاب کنیم؟ در این مطلب سعی می کنیم جزئیات مربوط به روغن پایه را بطور کامل بررسی کنیم تا بتوانید تصمیم صحیح را در رابطه با اینکه کدام نوع روغن پایه بیشتری کاربرد را برای شما داشته باشد و بهترین است، بگیرید.

تعریف دقیق روغن پایه (base oil) و کاربردهای آن کدامند

روغن پایه همان روغنی است که بعنوان افزودنی پایه در روانکارها به کار می رود. افراد فعال در تولید مواد شیمیایی به خوبی می دانند که روغن پایه اصلی ترین افزودنی تشکیل دهنده در روانکارها به لحاظ حجمی می باشد. از نظر وزنی بطور میانگین بیش از 95 درصد فرمولاسیون یک روانکار از روغن پایه تشکیل شده است.

در تولید روغن های اتومبیل، دیزل، روغن صنعتی، گریس، مواد لاستیکی، روغن پارافین، روغن سفید و غیره از روغن پایه استفاده می شود.

جالب است بدانید که در تولید برخی از روانکارها (نظیر روغن هیدرولیک و کمپرسور) 99 درصد از روغن را روغن پایه تشکیل می دهد و تنها یک درصد از آنها را مواد افزودنی یا ادیتیوها تشکیل داده اند. بیشتر روغن های پایه در جهان از پالایش نفت خام به دست می آیند.

عمده ترکیبات تشکیل دهنده در روغن پایه از این مواد تشکیل شده اند:

• ترکیبات نفتنیک
• ترکیبات پارافینیک
• و ترکیبات آروماتیک

روانکارهای مدرن از چه چیزی تشکیل شده اند؟

اگر این سوال در ذهن شما نیز تشکیل شده است که مواد تشکیل دهنده روانکارهای مدرن کدامند، با کومش همراه باشید. روان کننده های مدرن از طیف وسیعی از مایعات پایه و مواد افزودنی یا ادیتیو شیمیایی تشکیل شده اند. روغن مایه دارای چند کاربرد مختلف است.

در درجه اول روغن پایه یک نوع ماده روان کننده است، یک لایه از مایعات با ویسکوزیته مناسب فراهم می کند که سطوح از همدیگر جدا بمانند، گرما از بین برود، ذرات اضافی جذب شوند، و حداقل اصطکاک به وجود بیاید.

باید بدانیم که درواقع خواص منحصربفردی که هر نوع روانکار دارد با اضافه کردن درصد اندکی از ادیتیوها یا مواد افزودنی شیمیایی ویژه به روغن پایه به وجود می آید.

مصارف و کاربردهای روغن پایه کدامند؟

روغن پایه دارای کاربردهای فراوانی است. مثلا در تولید گریس، روغن موتور و مایعات فرآوری فلز از روغن پایه استفاده می شود. محصولات شیمیایی مختلفی هسستند که برای تولید آنها به روغن و ترکیبات متعددی نیاز پیدا می کنیم. یکی از عوامل مهم در تولید انواع روغن و روانکار، ویسکوزیته مایع در دماهای مختلف است. اینکه روغن پایه مناسب برای تولید یک محصول شیمیایی کدام است، به غلظت مولکول های روغن مایع و آسان بودن استخراج آن ارتباط پیدا می کند.

روغن پایه با پالایش کردن نفت خام تولید می شود. در طی فرایند گرمایش، هیدروکربن های سبک و سنگین از همدیگر جدا می شوند. سپس برای ساخت بنزین از آنهایی که سبک تر هستند استفاده می شود، و از سنگین ترها نیز برای ساخت روغن پایه و یا قیر استفاده می شود.

در دنیا، انواع مختلفی از روغن خام هست که می توانیم روغن پایه را از آنها تولید کنیم. یکی از رایج ترین انواع روغن خام، روغن خام پارافینی است؛ اگرچه روغن های نفتی دیگری نیز وجود دارند که حاصل استفاده از آنها، تولید محصولاتی با حلالیت مناسب تر و خاصیت خیلی خوب در دماهای پایین است.

روغن پایه چطور تولید می شود؟

با استفاده از فرایندهایی نظیر هیدروژناسیون که  در آن آروماتیک ها و گوگرد با استفاده از هیدروژن و تحت فشار بسیار زیاد از بین می روند، روغن پایه ای بسیار خالص به دست می آید که برای مواقعی مناسب است که برای تولیدات خود به کیفیت بسیار دقیقی نیاز داریم. سپس برای به دست آوردن محصولات نهایی با ویژگی هایی خاص نظیر اصطکاک و ویسکوزیته مشخص، می توان به روغن پایه، مواد افزودنی شیمیایی خاصی افزود. برخی از روغن موتورها حتی بیش از 20 درصد مواد افزودنی در دل خود دارند.

چطور روغن پایه مناسب را انتخاب کنیم؟ بهترین روش برای انتخاب روغن پایه

عموما روغن پایه با توجه به کاربرد مورد نظر ما انتخاب می شود. یک معیار ضروری برای انتخاب روغن پایه، ویسکوزیته آن است. ویسکوزیته بالا، استحکام فیلم را تضمین می کند، و ویسکوزیته پایین نیز سیالیست در دمای پایین و مصرف انرژی کمتر را تضمین می کند. در برخی مواقع نیز تعادل بین این دو انتخاب می شود.

البته دانستن روش تولید روغن پایه خیلی واجب نیست. چیزی که مهم است بدانیم، گزینه های روغن پایه در بازار همراه با خواص و مزایا و معایب آنها است. اگر روان کننده را درست و بهینه انتخاب کنیم، فرصت های خرابی دستگاه ما به حداقل می رسد. مواد مصنوعی بسیار گرانتر از روغن معدنی هستند، و صدالبته احتمال خرابی دستگاه را به حداقل می رسانند. اگر در انتخاب خود فاکتور هزینه را خیلی مد نظر قرار می دهید، حتما سعی کنید انتخابی عاقلانه داشته باشید.

خواص شیمیایی مختلف روغن های پایه کدامند؟

1- فراریت

کم شدن و غلیظ شدن روعن و همچنین شکل گیری رسوبات.

2- قدرت حل کنندگی:

تمیزی موتور، سازگاری با درزگیرها، کاربردهای فرایندی و پایداری فرمولاسیون

3- فعالیت سطحی:

کف کردن، رهاسازی هوا، تشکیل امولسیون و فشار پذیری

4- اکسید شدن:

شکل گیری رسوبات، غلیظ شدن روغن، شکل گیری لجن و خوردگی فلزات

5- گرانروی یا ویسکوزیته:

سیالیت در دمای پایین، هدر رفتن انرژی، محافظت در برابر سایش و خنک کاری مناسب

ویژگی های روغن پایه کدامند؟

روغن پایه دارای ویژگی هایی است که مشخص می کنند چطور این روغن در برابر انواع چالش های روانکاری مقاومت می کند. در فرایند تولید یک روغن معدنی، هدف از فرایند پالایش این است که خواص حاصل برای تولید روان کننده، بهینه سازی شوند.

در فرایند تولید روغن صنعتی نیز، هدف از فرموله سازی های مختلف، تولید یک روان کننده با خواصی است که در یک روغن معدنی قابل دستیابی نیستند. چه در تولید روغن با پایه معدنی و چه در تولید روغن دارای پایه مصنوعی، هر روغن پایه ای طوری طراحی می شود که کاربردهای خاصی برای ما داشته باشد.

برخی از مهم ترین خواص روغن پایه به این شرحند:

محدودیت های ویسکوزیته و شاخص ویسکوزیته، نقطه ریزش، نقطه آنیلین (معیار حلالیت روغن پایه نسبت به سایر مواد ازجمله ادیتیوها)، اکسیداسیون و پایداری حرارتی، پایداری هیدرولیتیک (مقاومت روانکار) و تجزیه شیمیایی در حضور آب.

انواع دسته بندی روغن پایه کدامند؟

روانکارها به روش های مختلفی دسته بندی می شوند. یکی از رایج ترین طبقه بندی ها، بر اساس روغن پایه ای است که در آن به کار رفته است: معدنی، مصنوعی و یا گیاهی. روغن معدنی از نفت خام تولید می شود و با طیف وسیعی از کیفیت های مرتبط با پالایش نفت تولید می شود.

روغن های مصنوعی نیز از فرایند سنتز و ر یک سری فرمولاسیون با خواص منحصربفرد برای هدف مورد نظر تولید می شوند. روغن های پایاه گیاهی نیز از روغن های گیاهی تولید می شوند. این نوع روغن ها درصد کمی از روانکارها را تشکیل می دهند و بیشتر برای منافع تجدیدپذیر و زیست محیطی به کار برده می شوند.  

انواع روغن پایه کدامند؟

به طور کلی روغن پایه به سه دسته کلی تقسیم می شود.

1- روغن های پایه معدنی

یعنی روغن هایی که از نفت خام به دست می آیند و مستقیما حاصل پالایش نفت خام هستند. این نوع روغن ها در دو دسته اصلی هستند، یعنی روغن های پارافینیک و روغن های نفتنیک.

روغن های پارافینیک از هیدروکربن های نرمال یا راست زنجیر و همچنین هیدروکربن های ایزو یا شاخه دارد ساخته می شوند. اما روغن های نفتنیک از هیدروکربن های حلقوی سیرشده که یک یا چند حلقه ای هستند تشکیل می شوند. این دو نوع روغن بر اساس چند معیار با هم قابل مقایسه هستند و تفاوت آنها قابل سنجش است.

روغن های پارافینیک در مقایسه با روغن های نفتنیک خواص زیر را دارا می باشند:

• وزن مخصوص کمتر
• دمای ریزش بالاتر
• خاصیت حلالیت کمتر
• مقاومت بالا در برابر اکسید شدن
• شاخص گرانروی یا ویسکوزیته بالاتر
• فراریت کم و در نتیجه نقطه ی اشتعال بالاتر

روغن های نفتنیک نیز برای محدوده های دمایی پایین و وقتی که نقطه ریزش پایین مورد نیاز داریم، کاربرد پیدا می کنند. این یعنی از این روغن های پایه در روغن های هیدرولیک، سردکننده ها، فلزکاری، روانکارهای سیلندر برای موتورهای بزرگ، روغن های تولید لاستیک و گریس ها استفاده می شود.

تصفیه زیادی روغن باعث می شود که پایداری اکسیداسیون، پایداری حرارتی، نقطه ریزش، دمای عملیاتی بالاتر، و شاخص ویسکوزیته بالاتری داشته باشیم. البته وقتی روغن زیاد پالایش می شود یک ضعف کلیدی نیز به وجود خواهد آمد. این ضعف این است که این کار می تواند بر زیست تخریب پذیری و همچنین حلالیت افزودنی تاثیر بگذارد.

2- روغن های پایه طبیعی

در بیست سال گذشته و به خاطر افزایش حساسیت ها روی ملاحظات زیست محیطی، توجه بیشتری به تولید روانکارهای طبیعی شده است. این نوع روغن های پایه از منابع گیاهی به دست می آیند. اجزای اصلی این روغن های طبیعی ترکیبی است از تری گلیسیریدهایی که دارای بخش های کربوکسیلیک های اسیدی با زنجیرهای بلند هستتند.

این نوع کربوکسیلیک اسیدها بیشتر تحت عنوان اسیدهای چرب شناخته می شوند. عموما دارای زنجیره های مستقیمی به طول 8 تا 22 اتم کربن هستند و یا کاملا سیر شده هستند یا یک یا چند پیوند سیر نشده نیز دارند.

روغن های گیاهی به صورت طبیعی قابل استفاده برای روانکاری هستند. نقطه احتراق و اشتغال این نوع روغن ها نسبت به روغن معدنی بسیار بالاتر است (حدودا 326 درجه سانتی گراد). البته این روغن یک ایراد دارند و آن این است که در شکل طبیعی به اندازه کافی در مقابل اکسید شدن پایداری ندارند. یک ویژگی نامطلوب دیگر در روغن های گیاهی، نقطه ریزش بالایی است که دارند. این مشکل با افزودن ادیتیوهای متناسب، قابل حل است.

ناگفته نماند که قدرت روانکاری روغن های گیاهی بسیار بیشتر از روغن های معدنی است.

3- روغن های پایه سنتزی یا مصنوعی

روغن های پایه سنتزی یا مصنوعی، به آن دسته از روغن ها گفته می شود که با متصل کردن یک یا چند جزء آلی خاص با وزن مولکولی کم و در شرایط کنترل شده ساخته می شوند. این سنتز که تحت شرایط شیمیایی و فیزیکی کنترل شده ای انجام می گردد، کاری می کند که روغنی به دست آوریم با مشخصات خاص که خودمان می خواستیم.

روغن های معدنی برعکس اینکه دارای مزایایی خاصی دارند (مثلا در دسترس هستند و قیمت پایین تری دارند)، معایب مخصوص به خود را نیز دارند: مثلا اکسید شدن و از دست رفتن گرانروی در دماهای بالا، انفجار در معرض عوامل اکسیدکننده قوی و جامد شدن در دماهای پایین. این مسئله باعث شده است که مصرف روغن های سنتزی بیشتر شود چرا که این روغن ها بدون اینکه ساختارشان تغییری کند گستره دما و فشار قابل توجهی را تاب می آورند. و البته خطر آتش سوزی را نیز چندین برابر کم می کنند. البته استفاده از این روغن های سنتزی یا مصنوعی در شرایط خاصی منطقی است:

• در شرایطی که استفاده از این روغن های مصنوعی مشکلی را در رابطه با کارکرد روغن های معدنی حل کند – مثلا برای کارکرد در حرارت های خیلی بالا یا پایین.
• استفاده از این روغن ها آنقدر هزینه های جانبی و عملیاتی را پایین بیاورد که هزینه های بالای خرید خود را جبران کند.

کاربردهای روغن سنتزی به عنوان روغن پایه

در کل وقتی از خواص روغن پایه تحت شرایط دمای بالا نظیر پایداری حرارتی و اکسیداتیو صحبت می کنیم که می تواند عمر مفید را برای ما طولانی تر کند، مواد مصنوعی مزیت های بیشتری را به همراه دارند. وقتی روانکار با دمای عملیاتی بالا و یا راه اندازی با دمای سرد مواجه می شود، مواد سنتزی مثل PAO معمولا بهتر از روغن های معدنی عمل می کنند. PAO ویژگی های بهتری در رابطه با قابلیت پایداری هیدرولیتیک و تجزیه ازخود نشان می دهد که این امر به افزایش قابلیت روان کننده برای کنترل آلودگی آب کمک می کند.

PAOها کاربردهای مشخصی دارند مثلا برای روغن موتور، روغن دنده، روغن بلبرینگ و دیگر کاربردها بسیار مناسب هستند. اما با این وجود روغن معدنی به خاطر قالبیت خدمات معقول و هزینه ساخت کمتر، هنوز هم انتخاب اصلی در بین روغن ها است. روغن معدنی بیش از 90 درصد بازار صنعتی و خودروسازی را به خود اختصاص داده است و هنوز هم رایج ترین روغن پایه است.

در حالی که PAO ها برای کاربردهایی مانند روغن موتور، روغن دنده، روغن بلبرینگ و سایر کاربردها ایده آل هستند، روغن معدنی به دلیل هزینه کمتر و قابلیت های خدمات معقول، روغن اصلی انتخابی باقی می ماند. روغن معدنی با بیش از 90 درصد استفاده در بازار های صنعتی و خودروسازی، جایگاه خود را به عنوان رایج ترین روغن پایه در اکثر کاربرد ها تثبیت کرده است.

مطالب دیگر

تاثیرات زیست محیطی روغن موتور: نحوه دفع ایمن آن

آینده روغن موتور: پیشرفت ها و نوآوری ها در فناوری روان کننده

نقش مواد افزودنی در روغن موتور: چگونه آنها عملکرد را افزایش داده و از موتور شما محافظت می کنند