CC BY
44УДК 665.7.038
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ
ЗАЩИТА БИОЦИДАМИ
ДЖАФАРОВА ИЛАХА АБУЗАР кызы
канд. техн. наук, заведующий лабораторией Гянджинский филиал НАНA
Аннотация. Смазочные масла при хранении и транспортировке в условиях повышенных температуре и влажности поражаются микроорганизмами, в результате чего теряют свои эксплуатационные свойства. В работе приведены результаты исследовании биостойкости смазочных масел различных типов и назначения. Установлено, что эти масла в условиях испытании полностью поражаются микроорганизмами. Введение в их состав 0,15-0, 5% а-фенил-Р-нитроэтена или а-фурил-Р-нитроэтена обеспечивает полную и длительную защиту этих масел от микробиологического поражения.
Смазочные материалы биоразлагаемы под воздействием микроорганизмов, что приводит к изменению их характеристик и качества. Исследования заключаются в изучении действия органических соединений, способных уничтожать микроорганизмы в смазочных материалах, подборе биоцидов, повышающих микробиологическую стойкость, создании новых видов смазочных материалов в результате включения их в составы присадок.
Ключевые слова: смазочные материалы, микроорганизмы, биоциды, биоповреждение, присадки.
Моторные масла являются источником питания для различных видов микроорганизмов - бактерий и плесневых грибов. Обычно, используемые смазки не содержат микроорганизмов. Однако, при подходящих условиях (повышенных температуре и влажности) небольшое количество опасных микроорганизмов серьезно ухудшает свойства масла, и оно подвергается процессу биоразложения. Помимо наличия небольшого количества воды и топливной фракции, длительность хранения моторных масел зависит от наличия фосфатных, нитратных ингибиторов, наличия большого количества присадок, наличия базовых масел из парафиновых углеводородов, более подверженных микробному отравлению, чем нафтеновые масла, низкотемпературный режим [ 1; 2].
Существуют механические, физические и химические методы борьбы с развитием микроорганизмов. Механические и физические методы не получили широкого распространения, поскольку носят временный характер. Рациональный способ предотвратить повреждение нефтепродуктов микроорганизмами это использование различных органических соединений, т.е. химический метод. Химический метод является наиболее эффективным методом защиты от микробиологического повреждения нефтепродуктов.
Авторами проведены исследования, заключающиеся в изучении действия органических соединений, которые могут уничтожать микроорганизмы в смазочных материалах, выборе биоцидов, повышающих микробиологическую устойчивость, создание новых биологически устойчивых смазочных композиций [3].
Количество биоцидов очень велико, и производство модификаций известных биоцидов увеличивается за счет новых синтезированных соединений. Из-за строгих требований к качеству биоцидов в области применения большое количество известных биоцидов по тем или иным причинам остается неиспользованным. Изучение механизме действия различных соединений, создание новых биоцидов на их основе позволяет расширить ассортимент этих добавок, реализовать производство более технологичных образцов. Это, в свою очередь, расширяет сферу применения биоцидов, увеличивая их потребность в использовании в различных секторах экономики. Биоциды, хотя и простые по составу, представляют собой сложные соединения, которые трудно получить [4; 5]. Нами впервые были изучены в качестве
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
противомикробных присадок в смазочных маслах а-фенил-Р-нитроэтен и а-фурил-Р-нитроэтен.
O
H=CH-NO,
CH=CH-NO„
а-фенил-Р-нитроэтен
а-фурил-Р-нитроэтен
Вещества, используемые для экспериментов, были получены известным методом [8]. Исследование антимикробных свойств было проведено в составе базового масла М-11, испытания проводились по «Единной системе защиты от коррозии и старения» [1;7]. В результате микробиологических исследовании установлено, что эти нитроэтены обладают высокими антимикробными свойствами и при концентрации 0,1% защищает смазочное масло М-11 от микробиологического поражения в течение более 450 дней. Результаты испытаний нитроэтенов в базовом масле М-11 позволили исследовать эти биоцидым в составе технических масел тем более, что была установлена их хорошая раствори- в этих маслах. Для испытании взяты масла М- 14 В2, М-12 ВБ, М-10 Г2, М- 14 Г2 результаты испытаний приведены в табл. Установлено, что сами масла уже на второй день полностью поражаются микроорганизмами.
Таблица 1
№ Марка Концентрация, % Диаметр зоны подовления
смазочных Биоцид роста микроорганизма, см
материалов
бактерии грибки
1 М-14В2 без биоцида - - + + + +
а-фенил-Р-нитроэтен 0,15 1,7 1,3
«-« «-« 0,25 2,0 1,6
«-« «-« 0,5 2,5 2,0
а-фурил-Р-нитроэтен 0,15 1,2 1,5
«-« «-« 0,25 1,5 2,5
«-« «-« 0,5 2,0 3,0
2 М-12ВБ без биоцида - - + + + +
а-фенил-Р-нитроэтен 0,15 1,1 2,0
«-« «-« 0,25 1,3 - -
«-« «-« 0,5 2,5 - -
а-фурил-Р-нитроэтен 0,15 1,0 2,5
«-« «-« 0,25 1,2 - -
«-« «-« 0,5 2,0 - -
3 М-10Г2 без биоцида - - + + + +
а-фенил-Р-нитроэтен 0,15 + + 1,8
«-« «-« 0,25 + + - -
«-« «-« 0,5 1,0 - -
а-фурил-Р-нитроэтен 0,15 1,7 1,9
«-« «-« 0,25 2,0 - -
«-« «-« 0,5 2,1 - -
4 М-14Г2 без биоцида - - + + + +
а-фенил-Р-нитроэтен 0,15 1,5 1,2
«-« «-« 0,25 3,0 1,5
«-« «-« 0,5 4,0 2,0
а-фурил-Р-нитроэтен 0,15 1,2 1,5
«-« «-« 0,25 2,0 2,0
«-« «-« 0,5 2,5 3,0
«-» полное уничтожение микроорганизмов; «+» полное развитие микроорганизмов;
Как видно из таблицы 1 разрушение зоны роста микроорганизма под воздействием биоцидов, используемых в концентрациях - 0,15-0,5 %, находится в диапазоне 1,5-4,0 см.
Бактерии
Рисунок 1. Результаты испытаний биологической стойкости смазочных композиций различного назначения М-14В2, М-,10Г2к, М-12ВБ с биоцидом а-фурил-Р-нитроэтен
Бактерии
Грибок
Рисунок 2. Результаты испытаний биологической стойкости различных смазочных композиций - М-14В2, М-10 Г2к, М-12ВБ с биоцидом а-фенил-Р-нитроэтен
Введение в их состав соответствующих нитроэтенов обеспечивает их полную и длительную защиту от поражения как бактериями, так и грибами и как видно из таблицы, для масел М-14 В2 и М-14 Г2 по фунгицидному действию более эффективен а-фурил-Р-нитроэтен, а по бактерицидному а-фенил-Р-нитроэтен.
На основании положительных результатов испытаний созданы биостойкие смазочные композиции, содержащие многофункциональные детергентно-диспергирующие присадки серии АЮ и пакеты присадок на основе биоразлогаемых смазочных материалов различного назначения.
Одним из важнейших требований длительной и надежной работы смазочных масел являются их высокие смазывающие свойства, наряду с комплексными физико-химическими свойствами: антиокислительными, антикоррозионными, моющими-диспергирующими свойствами [6].
В применяемые смазочные материалы для обеспечения их смазывающих свойств вводят присадки с различными функциональными группами и активными элементами, улучшающими коррозию, истирание и коррозию, которые представляют собой в основном органические вещества, содержащие серу, хлор, азот, фосфор.
Целью применения присадок к смазочным материалам является предотвращение коррозии поверхности металла при высоких давлениях и температурах за счет образования защитного масляного слоя на поверхности машин и механизмов, продление их срока службы и обеспечение надежной работы.
Определены сравнительные смазывающие свойства опытного масла М-14B2 с новым составом товарного моторного масла М-14B2.
ТаблицаЗ
Определение смазывающих свойств биоперманентной смазки типа М-14 В2
Показатели Смазочные свойства
Индекс усадки, Из Кризисная нагрузка, Pk, Н Сварочная нагрузка, ПК, Н Диаметр царапины, Di, мм 196, Н
Масло моторное товарное М-14B2:ЦИАТИМ-339,ПМС "А", ДФ-11, ПМС-200А 37 548 1960 0,45
В новом составе опытное масло М-14B2 Вископлекс 2-670, АКИ-150, С-150, ДФ-11, а-арил-р-нитроэтен, Вископлекс-5-309, ПМС-200А 36 548 1960 0,48
Результаты, полученные в таблице 2, доказывают, что при включении биоцида а-фурил-Р-нитроэтена в состав присадок смазывающие свойства товарного масла М-14В2 находятся на том же уровне, что и у опытного масла.
В результате исследований, проведенных в области создания биоустойчивых композиций присадок к смазочным материалам различного назначения на основе многофункциональных моющих-диспергирующих присадок и пакетов присадок, определена
возможность увеличения срока их службы за счет использования органических соединений. разного состава в качестве биоцидов [9]. Таким образом, необходимо определить физико-химические и эксплуатационные свойства экологически и экономически важных биоэкологически чистых смазочных композиций, определяемых государственным стандартом.
Таблица 3
Основные показатели качества новой смазочной композиции моторного масла марки М-14В2 с содержанием 0,25% а-фенил-Р-нитроэтилена_
М-11 Бакинское базовое
масло
1,2% Вископлекс-2-670
М-14 В2 4,0% АКИ-150 1,0% С-150 1,2% ДФ-11 0,25%а-фенил-Р-нитроэтилен 0,5% Вископлекс-5-309 0,003% ПМС-200А
Показатели ГОСТ 12337 норма
Вязкость кинематическая, 1000С, 13,5-14,5 13,98
mm2/c
Индекс вязкости, не менее 85 90
Щелочное число, мг КОН/1г, должно 4,8 7,°
быть не менее
Сульфатная зольность, %, не более 1,2 0.96
Коррозионная активность на Нет Нет
пластинах свинцовых марок С1 или
С2 по ГОСТ 3778, г/м2, не должна
быть больше
Стойкость, основанная на периоде Продолжается Продолжается
индукции осадка, 50 часов
Температура замерзания, °С, не Отрицательный 12 Отрицательный 12
должно быть выше
Температура воспламенения, 210 230
указанная в закрытом корпусе, 0С,
должна быть не ниже
Цветность по колориметру ЦНТ, единица ЦНТ (разведение 15:85) не 4,° 4,0
должна превышать
Плотность, 200С, кг/м3, не более 910 905
Был приготовлен опытный образец биоустойчивой смазки типа М-14B2 с составом, приведенным в таблице 2 и определены все показатели качества по ГОСТ 12337.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 9.082-77 ЕСЗКС. Масла и смазки // Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию бактерий. (01.01.79)
2. ГОСТ 9.052-88 Единая система защиты от коррозии и старения. Масла и смазки // Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесновых грибов.
3. Джавадова А.А., Аббасова, М.Т., Джафарова И.А. Исследование биостойкости смазочных комрозиций с детергентно-диспергирующими присадками алкилфенолятного типа. Журнал "Нефтепереработка и нефтехимия", -2013, №11. -С.34-36
4. Кулиев Р.Ш. История науки и производства смазочных масел в Азербайджане - Баку: «Элм», -2007, -С.7.
5. Мовсум-заде М.М., Гасанова Е.Г., Билалов С.Б., Эйвазова И.М. и др. Симметричные аминоэфиры в качестве антимикробных присадок к топливам // Нефтепереработка и нефтехимия. -2002, -С.40-42
6. Мельников В.Н. Совершенствование технологии регенерации смазочных масел путем их биоцидной обработки. Dиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Санкт-Петербург-Пушкин, -2002, -С.167-170
7. СОП, М, 1949, сб 1, -С.308-309.
8. Фарзалиев В. М., Исмайлова Н.Д., Мусаева М. З. Присадки к смазочным маслам / История науки. Баку. "Элм". 2009. С.230.
9. Эфендиева Х.К., Джавадова Н.А., Мамедова А. Х., Юсифзаде Г.К., Магеррамова З.К. Масло моторное для мощных автотракторных дизелей // Патент 1-2015, 0073
