윤활유의 점도는 온도가 상승함에 따라 감소하며,점도지수(VI)온도에 따른 점도 변화 정도를 측정하는 지표입니다. 오일의 VI가 높을수록 온도에 따른 점도 변화 정도가 작아집니다. 일반적으로 광유(파라핀 베이스)의 점도 지수는 일반적으로 96-120이며, 점도-온도 특성이 우수한 멀티그레이드 내연 기관(ICE 또는 IC 엔진) 오일 및 기타 고점도 지수 산업용 윤활유를 제조하려면 반드시 필요합니다. 점도지수 향상제(VII)를 첨가하거나 합성기유를 사용하십시오.

Viscosity Index Improvers VII in Lubricant

점도 조절 첨가제의 이름- 사람들이 이 화학물질을 부르는 방법

점도 조절 첨가제는 다음을 포함하여 여러 가지 다른 이름으로도 알려져 있습니다.

점도 조절제(VM)
점도 지수 개선제(VII)
점도 향상제
증점제
농축 첨가제
점도 안정제
점도 강화제

이러한 용어는 다양한 작동 조건에서 윤활유의 점도를 제어하는 데 도움이 되는 첨가제를 지칭하기 위해 종종 같은 의미로 사용됩니다.

점도개선제의 주요 역사

1930년대 초에는 점도-온도 성능을 향상시키기 위해 유압유 및 캐논 기어 오일에 고분자 화합물이 사용되었습니다.
폴리이소부틸렌(PIB)는 개발된 최초의 VII 중 하나입니다. 1930년대 Standard Oil Company(현 ExxonMobil)의 연구원들은 더 나은 VI 개선 특성을 갖는 고분자량 PIB를 생산하는 공정을 개발했습니다.
폴리메타크릴레이트(PMA)1950년대 합성고무 대체재로 처음 개발됐다. 1970년대에 연구자들은 윤활유의 VII로서 PMA의 사용을 조사하기 시작했습니다. 그들은 PMA가 탁월한 전단 안정성, 우수한 저온 성능 및 산화 저항성을 가지고 있음을 발견했습니다.
에틸렌 프로필렌 공중합체(EPC)또는올레핀 공중합체(OCP)1960년대 당시 지배적인 VII였던 폴리이소부틸렌(PIB)을 대체하기 위해 처음 개발되었습니다. OCP는 알파-올레핀과 에틸렌, 프로필렌과 같은 다른 단량체의 공중합체입니다. 1970년대와 1980년대에 OCP는 엔진 오일 및 기타 윤활유 생산에 널리 사용되었습니다. 이는 저온 성능을 향상시키는 데 사용된 북미 지역에서 특히 인기가 있었습니다.
20세기 70년대: 쉘케미컬 개발스티렌-이소프렌 중합체, 우수한 전단 안정성과 저온 성능으로 알려져 자동차 엔진 오일의 점도 지수 향상제로 널리 사용됩니다.

이러한 고분자 화합물을 농축 첨가제 또는 점도 지수 개선제라고 합니다.

예를 들어 광유에 PMA를 첨가하면 특히 고온에서 점도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 이 화합물은 오일의 점도-온도 성능에 영향을 미치는 능력으로 인해 일반적으로 점도 향상제라고 합니다. 특히 오일의 점도 지수를 향상시키기 때문에 점도 지수 개선제라고도 알려져 있습니다.

다등급 윤활제의 급속한 개발로 인해 점도 지수 개선제의 시장 점유율이 증가하고 있습니다. 다중 등급 모터 오일은 광범위한 온도에서 성능을 유지하기 위해 향상된 점도 지수가 필요합니다. 결과적으로 점도 지수 개선제는 윤활 산업에서 필수적인 요소가 되었습니다. 통계에 따르면 이들 VII는 윤활유 첨가제 전체 소비량의 약 22.5%를 차지합니다.

점도 지수 개선제가 왜 그렇게 중요한가요? - 윤활유의 점도 지수 개선제(VII)의 가치.

윤활유의 점도-온도 성능 향상

점도 지수 개선제(VII)를 사용하는 주요 이유 중 하나 첨가제의 가치는 윤활유의 점도-온도 성능을 향상시킨다는 점입니다. 엔진오일, 기어오일, 유압유 등 VII 첨가제를 함유한 윤활유가 전시됩니다.우수한 저온 성능 및 고온 윤활이는 기계의 원활한 작동과 보호를 위해 필수적입니다. 또한 VII 첨가제가 포함된 윤활제는다양한 점도 등급의 요구 사항을 충족합니다., 다재다능하고 일년 내내 다양한 용도와 조건에서 사용하기에 적합합니다.

에너지 소비 감소, 마모 최소화, 기계 마찰 감소

점도 지수 향상제는 에너지 소비를 줄이고 마모를 최소화하며 기계의 마찰을 낮추는 데 중요한 역할을 합니다. 단일 등급 윤활유에 비해 점도 지수 향상제가 함유된 다중 등급 윤활유는 윤활유와 연료유를 덜 소비하므로 기계적 마모가 크게 줄어듭니다. 다중 등급 윤활제는 단일 등급 윤활제보다 온도 변화에 따른 점도 변화가 더 적고 점도-온도 성능이 더 부드럽습니다. 이는 고온에서 움직이는 부품의 적절한 윤활을 보장하여 마모를 줄입니다. 저온에서 다등급 윤활유는 단일 등급 오일보다 점도가 낮기 때문에 엔진 시동이 더 쉽고 에너지가 절약됩니다. SAE 10W/30 대 SAE 30과 같이 동일한 점도 수준의 단일 등급 오일과 비교할 때 다중 등급 오일은 연료 소비를 최대 2% ~ 3% 절약할 수 있습니다.

윤활유 제품 단순화

점도 지수 개선제는 윤활유 제품을 단순화하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 범용 트랙터 윤활유는 점도 지수 향상제를 사용하여 엔진 오일, 기어 오일, 변속기 오일 및 브레이크 오일 역할을 동시에 수행할 수 있습니다. 이는 필요한 윤활유 제품의 재고를 단순화하여 여러 윤활유를 보관하고 관리하는 데 드는 비용을 절감합니다. 또한, 범용 윤활유를 사용하면 윤활유 선택 및 적용에 있어 혼란과 오류를 줄여 궁극적으로 장비 성능 및 신뢰성 향상에 기여할 수 있습니다. 점도 지수 향상제를 사용하여 윤활유 제품을 단순화하는 능력은 윤활유 산업에서 귀중한 구성 요소가 되었습니다.

고점도 윤활유 생산 증가

고점도 기유 자원의 제한된 가용성으로 인해 점도 지수 향상제는 윤활유의 필수 성분이 되었습니다. 저점도 기유에 점도지수 향상제를 첨가하면 고점도 기유를 대체할 수 있어 고점도 윤활유 생산량이 늘어나고 자원의 합리적 활용이 가능해집니다.

엔진 오일에서 점도 지수 향상제는 온도에 덜 의존하는 다등급 엔진 오일을 만드는 데 중요합니다. 실제로 점도 지수 향상제는 ILSAC GF-5 승용차 엔진 오일 사양에 따른 엔진 오일의 필수 구성 요소입니다. 점도 지수 향상제로 구성된 다등급 엔진 오일은 고온 및 고전단 조건에서 점도를 유지하는 동시에 저온에서 윤활유를 펌핑할 수 있도록 보장합니다.

기어 오일 및 자동 변속기 오일과 같은 파워트레인 유체에서 점도 지수 향상제는 우수한 전단 안정성을 유지하면서 가능한 가장 넓은 작동 온도 범위에서 점도 변화를 최소화하는 역할을 합니다. 가장 일반적으로 사용되는 점도지수 향상제는 다등급 엔진오일에 있으며 이는 전체 윤활유의 약 60%를 차지합니다. 엔진 오일에 사용되는 점도 지수 향상제의 양은 최대 15%(질량 분율)에 달할 수 있습니다. 다양한 첨가제 중 점도지수 향상제가 가장 많이 사용되며 전체 첨가제 매출의 약 23%를 차지한다.

현재 연비가 좋은 에너지 절약형 윤활유는 저점도 기유에 마찰조정제, 점도지수 향상제, 유동점 강하제를 첨가한 다등급 엔진오일입니다. 점도 지수 향상제는 혼합 및 유체 역학 윤활 영역에서 마찰 손실을 줄일 수 있는 반면, 마찰 수정제는 경계 및 혼합 윤활 영역에서 마찰 손실을 줄일 수 있습니다. 올바른 배합을 사용하면 점도 지수 향상제와 마찰 조정제가 함께 작용하여 마찰을 줄이고 윤활유의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

점도지수 개선제 성능

1. 전단안정성

전단 안정성은 점도 지수 향상제의 중요한 성능인 전단 응력에 저항하는 폴리머의 능력입니다. 점도 지수 향상제가 전단 안정성이 좋지 않으면 전단 응력의 작용으로 폴리머의 주쇄가 파손되어 점도가 저하됩니다. 결과적으로 혼합된 윤활유는 원래의 점도 등급을 유지할 수 없어 마모가 증가하고 연료 소비가 증가합니다. 자세한 내용을 보려면 클릭하세요.윤활제의 전단 안정성 및 점도 지수 개선제.

2. 농축 능력

증점능력은 점도지수 향상제의 매우 중요한 성능입니다. 점도 지수 향상제의 증점 능력이 클수록 투여량은 작아지고 다등급 윤활제의 가격은 낮아집니다.
폴리머의 증점 능력은 주로 점도 지수 향상제의 상대 분자 질량, 분자 주쇄의 탄소 수(-[-CH2-]-) 및 베이스 오일의 형태에 따라 달라집니다. .
시판되는 점도지수 향상제의 증점력 순서는 다음과 같습니다.

HSD ≒ OCP > PIB > PMA

3. 열/산화 안정성

열/산화 안정성은 VII의 또 다른 중요한 평가 지표입니다. 점도지수 향상제는 실제 사용 시 고온 산화 및 열산화 분해가 일어나며, 분해로 인해 점도 감소, 산가 증가, 링 그루브 탄소 침전물 증가 등 일련의 문제가 발생하게 됩니다. 고분자 폴리머는 일반적으로 60도 이하에서는 뚜렷한 열산화 분해를 일으키지 않으며 100-200도에서 열산화 분해가 시작됩니다. 중합체의 열산화 안정성은 VII의 구조와 관련이 있다.

시중에서 판매되는 VII의 산화 안정성 순서는 다음과 같습니다.

PMA > PIB > OCP ≒ HSD

4. 저온 성능

모터 오일의 저온 점도는 중요한 유변학적 특성입니다. 추운 날씨에 차량의 시동을 걸려면 베어링에 있는 모터 오일의 점도가 임계값보다 낮아야 합니다. 이 값은 저온 엔진 시동 능력 실험을 통해 결정되며 모든 "W" 등급에 대해 SAE J300 내에서 정의됩니다.

점도 지수 개선제다등급 모터 오일의 저온 성능에 중요한 영향을 미치며, 다등급 모터 오일의 저온 성능 지수를 나타내는 두 가지 중요한 값이 있습니다.저온 시동 및 저온 펌핑 가능성.

저온 시동 능력

저온 시동 능력에 영향을 미치는 많은 요소가 있으며, 가장 중요한 지표 중 하나는 저온 점도이며, 저온 점도가 작을수록 시동이 더 쉽습니다.
일반적으로,CCS(콜드 크랭킹 시뮬레이터)저온에서 다등급 오일의 겉보기 점도를 측정하는 데 사용됩니다. 콜드 스타트 시뮬레이터는 시동 시 엔진 베어링으로의 윤활유 흐름을 시뮬레이션하기 위해 고정된 주변 온도에서 높은 전단 속도로 작동되는 레오미터입니다. 엔진이 시동된 후 오일은 오일 펌프로 자유롭게 흘러 들어가 엔진의 다양한 오일 라인에 분배될 수 있어야 합니다.
서로 다른 VII의 저온 특성은 상당히 다르며 PMA는 광범위한 전단 속도에서 더 낮은 점도를 나타내므로 PMA는 최고의 CCS 성능을 갖습니다. PIB의 분자사슬은 메틸 측쇄가 많아 상대적으로 단단하고, 저온에서 점도가 급격하게 증가하므로 PIB의 저온 성능은 최악이다.

모터 오일의 저온 펌프 성능

엔진이 낮은 온도에서 시동되면 윤활유 시스템의 오일 압력이 짧은 시간 내에 정상화되어 엔진의 모든 부품이 제때 윤활되도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 마모가 발생합니다. 엔진 오일이 엔진의 여러 부분으로 펌핑되는 능력을 펌핑 용량이라고 합니다.

엔진 오일의 펌핑 가능성은 펌핑 조건 하의 겉보기 점도에 따라 달라집니다. 테스트 결과 다등급 오일의 저온 펌핑 점도는 3Pa·s보다 높지 않아 펌핑 오일 공급을 보장할 수 있으며 이 점도를 임계 펌핑 점도라고 합니다. 임계 펌핑 점도에 도달하는 온도를 임계 펌핑 온도라고 하며 미니 로터리 점도계(MRV)로 측정합니다. MRV는 추운 날씨에 이틀 동안 공회전한 후 차량의 다등급 모터 오일의 펌핑 가능성을 시뮬레이션하는 데 사용되는 저전단율 레오미터입니다.

SAE J300은 또한 모든 "W" 등급 엔진 오일에 대한 MRV 점도 상한을 지정합니다. MRV는 점도의 흐름 한계와 공기 저항의 한계를 모두 측정할 수 있습니다. MRV가 예측한 평균 펌핑 온도(BPT)는 엔진의 평균 한계 펌핑 온도와 좋은 상관 관계를 갖습니다.

Brookefield 점도는 점도 흐름 한계를 결정할 수 있으며 다음 표에는 다양한 유형의 점도 지수 향상제가 저온 펌핑 성능에 미치는 영향이 나열되어 있습니다.

5. 고온, 고전단율(HTHS)

고온 고전단(HTHS)은 고온 고전단 조건에서 엔진 오일의 점도 안정성을 나타내는 지표로, 고온 고전단 조건에서 엔진 오일의 윤활 유지 능력을 반영합니다.우리는 HTHS를 유막 강도로 간단히 이해할 수 있습니다.

점도는 윤활에 결정적인 의미를 갖습니다. 다등급 모터 오일의 고온 점도는 저전단율 모세관 점도계로 테스트하여 100도에서의 동점도를 측정합니다. 다단계 오일 시스템의 비뉴턴 유체의 경우 저전단 모세관으로 측정한 점도는 고온(150도) 및 높은 전단율(106s)의 작동 조건에서 엔진의 점도를 반영할 수 없습니다.^-1).

연구에 따르면 겉보기 점도는 150도의 온도와 10의 전단 속도에서 측정되었습니다.⁶s^-1엔진 베어링의 마모와 좋은 상관관계가 있습니다. 1995년 SAE J300이 개정되면서 점도등급별 최저고온, 고전단(High 온도, 고전단율, HTHS) 점도가 추가되었다. 고온 및 고전단 점도는 매우 높은 전단 속도(10⁶ s^-1) 및 온도(150도)는 정상 상태에서 크랭크케이스 베어링을 작동하는 유동 환경과 유사합니다.

일반적으로 고품질 점도지수 향상제는 강도가 높아야 할 뿐만 아니라농축 능력그리고좋은 전단 안정성하지만 좋은 것도 필요하다저온에서의 성능그리고높은 열 산화 안정성.

점도지수 향상제의 화학적 구조는 성능과 밀접한 관련이 있습니다. OCP와 같은 탄화수소계 고분자는 점도 상승 효과가 우수하지만 점도 지수(VI) 개선 능력은 좋지 않습니다.

반면, PMA와 같이 극성기를 함유한 고분자는 OCP만큼 윤활제를 증점시키는 데 효과적이지는 않지만 VI 개선 능력이 뛰어나며 유동점을 낮출 수도 있습니다.

일반적인 점도 지수 개선제

일반적인 점도 지수 개선제	약어
에틸렌-프로필렌 공중합체, 올레핀 공중합체(에틸렌 및 프로필렌)	증권 시세 표시기
폴리메타크릴레이트	증권 시세 표시기
하이드로스티렌-비닐디엔 공중합체	증권 시세 표시기
폴리이소부틸렌	증권 시세 표시기

일반적으로 사용되는 여러 점도 지수 향상제의 특성 비교(VII)

성능 Ⅶ	농축 능력	VI 개선	전단 안정성	유동점 감소	저온 점도		고온 전단 점도	산화 안정성
성능 Ⅶ	농축 능력	VI 개선	전단 안정성	유동점 감소	증권 시세 표시기	브룩필드	고온 전단 점도	산화 안정성
증권 시세 표시기	좋은	매우 좋은	좋지 않다 - 아주 좋다	매우 좋은	매우 좋은	매우 좋은	좋은	좋은
증권 시세 표시기	매우 좋은	좋은	좋지 않다 - 좋다	나쁜	좋은	나쁜	좋은	좋은
증권 시세 표시기	매우 좋은	좋은	매우 좋은	나쁜	좋은	나쁜	좋은	좋은
OCP&PMA 혼합	좋은	좋은	좋은	좋은	매우 좋은	좋은	좋은	좋은

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