Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Колыбельский, Дмитрий Сергеевич

Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники
<
Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Колыбельский, Дмитрий Сергеевич. Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.07 / Колыбельский Дмитрий Сергеевич; [Место защиты: Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина].- Москва, 2013.- 159 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-5/2637

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние производства взрывопожаробезопасных гидравлических жидкостей (обзор литературы) 8

1.1 Характеристика гидравлических жидкостей 8

1.2 Требования к жидкостям для гидравлических систем 11

1.3 Негорючие гидравлические жидкости 14

1.4 Отечественные негорючие гидравлические жидкости 19

1.5 Зарубежные негорючие гидравлические жидкости 27

1.6 Выводы 33

2. Объекты и методы исследования 35

2.1 Объекты исследования 35

2.1.1 Третичные эфиры фосфорной кислоты 35

2.1.2 Присадки 42

2.2 Методы исследования 58

3. Разработка композиции гидравлической жидкости на основе эфиров фосфорной кислоты 72

3.1 Разработка состава базовой смеси эфиров фосфорной кислоты 72

3.1.1 Подбор компонентов базовой смеси эфиров фосфорной кислоты 78

3.1.2 Приготовление образцов базовой смеси эфиров фосфорной кислоты

3.2 Подбор комплекса присадок, улучшающих эксплуатационные свойства гидравлической жидкости 89

3.3 Выводы 100

4. Проведение опытно-технологических работ 102

4.1 Разработка нормативной документации на технологический процесс изготовления и испытания опытно-промышленной партии взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости 103

4.2 Изготовление опытно-промышленной партии № 1 взрьгеопожаробезопасной гидравлической жидкости 103

4.3 Сравнительные результаты исследования опытно-промышленной партии взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости с жидкостями на основе эфиров фосфорной кислоты отечественного и зарубежного производства 104

4.4 Экономический эффект от постановки на производство взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости 109

4.5 Выводы

Заключение 111

Литература

Введение к работе

Одним из приоритетных направлений экономического и социального развития России, как современного и развивающегося государства, является создание современной системы воздушного сообщения. Это, безусловно, требует коренных и безотлагательных решений по созданию эффективной авиационной инфраструктуры, включающей систему обеспечения высококачественными горюче-смазочными материалами, в том числе техническими жидкостями, отвечающими требованиям современной авиационной техники.

Актуальность темы. Выпускаемые сегодня в России взрывопожаробезопасные рабочие жидкости не полностью соответствуют высоким требованиям эксплуатации, они уступают зарубежным жидкостям аналогичного назначения по термической и термоокислительной стабильности, гидролитической устойчивости, стойкости к механической деструкции.

В настоящий момент обеспечение российской авиации взрывопожаробезопасными жидкостями целиком зависит от зарубежных компаний, вследствие чего имеется острая необходимость в разработке отечественной рабочей жидкости для гидросистем эксплуатируемых и перспективных самолетов. Разрабатываемая жидкость должна обеспечивать стабильную работу в интервале температур от минус 600С до плюс 1500С. В составе жидкости должны быть использованы компоненты базовой основы и функциональные присадки преимущественно отечественного производства, качество которых обеспечит производство жидкости, отвечающей современным требованиям и не уступающей по своим характеристикам зарубежным аналогам четвертого поколения. Жидкость должна быть совместимой с конструкционными материалами, сплавами, защитными покрытиями и уплотнительными резинами, применяемыми в конструкциях гидравлических систем, а также обладать повышенной гидролитической и термической стабильностью, антикоррозионной и антиэрозионной стойкостью, превосходя по данным показателям отечественную жидкость НГЖ-5у и не уступая современным зарубежным аналогам.

Таким образом, разработка перспективной отечественной взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости является актуальной и требует проведения мероприятий по улучшению технологии её производства, исследований по подбору оптимальных базовых компонентов и функциональных добавок, а также создания ряда принципиально новых, современных эфиров фосфорной кислоты.

Цель работы. Целью настоящей работы являлись разработка научных подходов для обоснования состава разрабатываемой жидкости, создание оптимальной рецептуры и технологии приготовления взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости и организация ее промышленного производства. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

провести анализ современного состояния производства взрывопожаробезопасных гидравлических жидкостей;

обосновать научные и технологические принципы создания взрывопожаробезопасных гидравлических жидкостей, не уступающих лучшим мировым аналогам;

разработать базовый состав, подобрать комплекс функциональных присадок, выбрать принципиальную технологическую схему приготовления разработанной взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости;

осуществить выработку опытной партии жидкости и провести испытания по комплексу физико-химических и эксплуатационных свойств;

разработать нормативно-техническую документацию и организовать промышленное производство взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости в «ОАО «НК Роснефть» – МЗ «Нефтепродукт».

Научная новизна работы. Обоснованы основные технические требования, предъявляемые к взрывопожаробезопасным гидравлическим жидкостям для обеспечения работоспособности в интервале температур от минус 60 0С до плюс 150 0С.

Впервые установлены зависимости физико-химических и эксплуатационных характеристик взрывопожаробезопасных гидравлических жидкостей от химического строения базовых эфиров фосфорной кислоты и их смесей.

Впервые выявлено наличие синергетического эффекта смеси антиокислителей аминного и фенольного типа, обеспечивающее высокую термоокислительную стабильность взрывопожаробезопасных гидравлических жидкостей.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработан оптимальный состав базовой композиции эфиров фосфорной кислоты различного строения, подобран пакет функциональных присадок, позволяющий создать взрывопожаробезопасную гидравлическую жидкость, отвечающую всем современным требованиям.

Разработана принципиальная технологическая схема и нормативная документация для производства взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости требуемого уровня качества.

Получена опытно-промышленная партия № 1 взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости по СТО 00148613-030-2012 и проведен её сравнительный анализ с отечественными и зарубежными аналогами.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на двух научно-практических конференциях:

VII Международная конференция «Производство и рынок смазочных материалов-2011» (ноябрь 2011 г.,Москва);

V Ежегодная Конференция «Базовые масла и смазочные материалы России и стран СНГ» (апрель 2012 г., Москва).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 научные статьи в журналах, включенных в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 159 страницах, включает 33 таблицы, 20 рисунков и состоит из введения, четырех глав, заключения, 6 приложений и списка литературных источников.

Негорючие гидравлические жидкости

Основное назначение жидкости для гидравлической системы - передача механической энергии от ее источника к местам потребления с необходимым изменением величины или направления приложенной силы. Но жидкость выполняет и другие функции, чрезвычайно важные для нормальной работы гидравлической системы. Конкретные требования, предъявляемые к жидкостям для гидравлических систем, определяются условиями, в которых им предстоит работать, то есть конструкцией гидравлической системы и теми рабочими операциями, которые система должна выполнять [6, 12].

Жидкость должна обладать хорошими смазывающими свойствами. В гидравлических системах имеется большое количество пар трения. Поэтому одним из назначений жидкости для таких систем является снижение трения и интенсивности изнашивания элементов системы, изготовленных из различных конструкционных материалов.

Так как различные жидкости для гидравлических систем обладают разными смазывающими свойствами, их следует подбирать для конкретной системы с учетом конструкции насоса, рабочего давления и конструктивных особенностей системы [13].

Жидкость должна быть стабильна. Под стабильностью подразумевается способность жидкости сохранять свои свойства в условиях эксплуатации и при хранении. Это требование является одним из самых важных. Стабильность различных свойств жидкости устанавливается по воздействию на нее двух факторов: окружающей среды и совокупности условий, существующих в системе. Так для любой гидравлической системы большое значение имеет устойчивость жидкости к окислению, термическая и гидролитическая стабильность, стабильность вязкости, стойкость к действию радиации и тд.

Гидравлическая жидкость должна иметь определенную вязкость. Жидкости слишком высокой вязкости нежелательны, так как их применение обуславливает высокое сопротивление перемещению деталей насосов и клапанов. При малых вязкостях возрастают внутренние и внешние утечки, увеличивается проскальзывание насоса, что вызывает снижение его к.п.д. и повышение температуры жидкости, а также увеличение интенсивности изнашивания деталей гидросистемы. В этой связи важны и вязкостно-температурные свойства жидкости (индекс вязкости).

При этом жидкость должна иметь хорошие низкотемпературные свойства, которые определяют минимальную рабочую температуру жидкости, что особенно важно при работе гидравлических систем в арктических широтах или на больших высотах - при экстремально низкой температуре окружающей среды.

Гидравлическая жидкость должна быть совместима с материалами системы. Это означает, что металлы, пластики, покрытия, эластомеры и различные конструкционные материалы, соприкасающиеся с жидкостью, не должны разрушаться или портиться жидкостью и не должны портить её. Жидкость и материалы должны быть инертны по отношению друг к другу.

Применяемые в гидравлических системах жидкости должны иметь высокий модуль всесторонней объемной упругости. Данный показатель характеризует сжимаемость жидкости и является ее обратной величиной, от его величины зависит точность работы гидравлических систем. При этом жидкость должна иметь низкий коэффициент расширения, благодаря чему гидравлическая система занимает минимальный объем при самых высоких рабочих температурах. Гидравлическая жидкость должна иметь низкую летучесть. Желательно, чтобы жидкость, применяемая в гидравлической системе, имела низкое давление насыщенных паров и высокую температуру начала кипения.

Жидкости должны иметь минимальную вспениваемость, так как сильное вспенивание приводит к потерям жидкости и может послужить причинной разрушения элементов гидравлической системы.

Жидкость должна иметь высокую стойкость к образованию эмульсий, так как вода вызывает коррозию металлов, повышает летучесть жидкости, способствует образованию осадков и других вредных продуктов. Жидкость должна иметь хорошие защитные и антикоррозионные свойства, то есть, с одной стороны, защищать изделия из черных металлов от коррозии в присутствии воды, а с другой - не вызывать коррозии цветных металлов при повышенных температурах. Это очень важно, так как продукты коррозии способны служить катализатором, ускоряющим окисление жидкости, а также могут являться абразивами, вызывающими сильный износ и разрушение элементов гидравлической системы.

В ряде случаев гидравлическая жидкость должна быть негорючей. В частности негорючие жидкости крайне необходимы на самолетах, поскольку их гидравлические линии проходят у выхлопной системы двигателей. Негорючие жидкости при подобных условиях дают возможность избежать пожара.

Жидкость должна иметь малую плотность в тех случаях, когда нужно снизить массу системы, кроме того она должна быть нетоксичной, удобной в обращении. При эксплуатации и ремонте гидравлических систем возможен непосредственный контакт людей с рабочей жидкостью или её парами. Поэтому жидкости, применяемые в гидравлических системах, не должны быть токсичными. Цвет жидкости также имеет значение при обслуживании гидравлической системы, так как утечку окрашенной жидкости легче обнаружить, чем утечку неокрашенной. Различная окраска жидкостей позволяет легко отличить их друг от друга. Поскольку различные свойства жидкостей для гидравлических систем не равноценны, в каждом конкретном случае при подборе жидкостей исходят из одного или двух наиболее важных критериев. Многие из свойств жидкостей могут быть улучшены при помощи присадок [1, 3, 6, 14].

Третичные эфиры фосфорной кислоты

Полиизобутилены представляют собой продукты полимеризации изобутилена. Полиизобутилены применяют в основном для загущения моторных и трансмиссионных масел. В гидравлических системах они уступают по стойкости к деструкции полиметакрилатам и виниполам [54].

Недостатком полиизобутилена является его склонность к термической и механической деструкции, что приводит к снижению вязкости масла и потере функциональных свойств присадки. Уменьшение вязкости масел способствует увеличению трения и износу металлических частей двигателя, в результате чего механизмы преждевременно выходят из строя. Поэтому свойства вязкостных присадок должны быть такими, чтобы вязкость легированного ими масла при низких температурах не была бы слишком высокой и мало изменялась при длительной работе двигателя. Для этого присадка должна обладать достаточной стойкостью к механической и термоокислительной деструкции.

Одной из наиболее важных проблем химии полимеров является повышение их термостойкости. Н. Грасси указывает, что в настоящее время твердо установлено, что большинство реакций деполимеризации протекает по свободно-радикальному механизму, при деполимеризация некоторых полимеров образуется значительное количество мономера. Мономер образуется при таких реакциях деполимеризации, при которых полимерный радикал отщепляет молекулы мономера. Поэтому возможность образования мономера с высоким выходом при распаде данного полимера зависит в первую очередь от образования необходимых радикалов в результате процесса инициирования.

Связи в больших молекулах разрываются значительно легче, чем в молекулах меньших размеров.

Для придания необходимых вязкостно-температурных характеристик к органическим фосфатам добавляют загущающие присадки, как правило, полибутилметакрилаты (ПБМА) с условной молекулярной массой 5000-6500. К сожалению, такие загустители обладают недостаточной механической стабильностью, что приводит к сравнительно быстрому разрыву их молекул и снижению вязкости гидрожидкости в жестких условиях эксплуатации гидросистемы самолетов. Поэтому одной из реальных возможностей увеличения ресурса эксплуатации таких гидравлических жидкостей и уменьшения их расходования является создание загущающих присадок с более высокой стойкостью к механической деструкции, но, вместе с тем, удовлетворяющих требованиям по другим эксплуатационным характеристикам. Авиационная гидравлическая жидкость, наряду с основными требованиями взрыво - и пожаробезопасности, должна обеспечивать работоспособность гидравлических систем в интервале температуры от - 60 С до 125 С и выше 150 С, причем вязкость при 50 С должна быть не ниже 8,5 мм2/с, а при - 55 С - не более 3900 мм2/с для жидкости на базе дибутилфенилфосфата (ДБФФ) или не более 4200 мм2/с при минус 60 С на базе смеси триксиленилфосфата (ТКСФ) и трибутилфосфата (ТБФ). Гидрожидкость не должна быть коррозионно-агрессивной по отношению к металлам системы: стали (30ХГСА), меди (М-1), алюминию (Д-16), бронзе (БрАЖ-9-4) и магнию (МЛ-5).

Результаты испытаний композиций с полиэфирными загустителями показали, что такие загустители обладают высокой стабильностью к механической деструкции. Хотя с увеличением молекулярной массы полиэфиров она несколько снижается, но остается значительно лучше, чем у товарного загустителя ПБМА.

Требуемая зависимость вязкости жидкости от температуры обеспечивалась введением в состав загущающего полиалкилметакрилатного эфира молекулярной массы от 30 000 до 150 000. Это полибутилметакрилат, выпускаемый по СТП 019950-401-016 с изм. 1-3.

В присутствии магния существенную роль играет концентрация эпоксидного соединения, являющегося акцептором кислоты. Так, в присутствии 1 % масс, эпоксидной присадки УП-632 наблюдается падение вязкости жидкости, рост ее кислотности и коррозионной агрессивности по отношению к меди и магнию, что обусловлено термодеструкцией полиэфирного загустителя. Известно, что термическое разложение полиэфиров происходит при температуре 280-320 С по сложноэфирным связям и сопровождается падением молекулярной массы. Металлы, особенно магний, способствуют превращению полиэфиров в циклические сложные эфиры. Это, по-видимому, является причиной того, что образцы жидкости с полиэфирными загустителями не выдерживает испытания на термодеструкцию. С увеличением концентрации эпоксида УП-632 до 2% масс, или в присутствии более эффективной эпоксидной присадки 2К (1%мас.) коррозия металлов не превышает нормы (±0,1 мг/см), наблюдается снижение кислотного числа и увеличение вязкости после испытания в такой же степени, как и у жидкости с ПБМА [56,57].

В связи с отсутствием производства отечественной эпоксидной смолы УП-362 и 2К использовалась циклоалифатическая эпоксидная смола марки ERL-4221 фирмы DOW Chemical Company и марки Araldite CY 179-1 фирмы Huntsman Advanced Materials Gmbh, характеристики которых описаны ниже [58]:

Подбор компонентов базовой смеси эфиров фосфорной кислоты

Важными свойствами для гидравлических жидкостей являются хорошие смазывающие свойства и малое набухание эластомера. Как известно из литературных данных, повышение концентрации триизоалкилфосфатов в гидравлических жидкостях уменьшает их растворяющую способность по отношению к материалам гидравлических систем на основе эластомерных материалов (а, следовательно, и их набухание), но заметно ухудшает смазывающую способность рабочей жидкости. Исходя из этого, для получения базовой смеси на основе ТБФ и ТиБФ с требуемым уровнем смазочной способности необходимо введение в неё компонента, заметно улучшающего противоизносные свойства (триарилфосфата).

Для определения типа и оптимальной концентрации триарилфосфатного компонента БСЭФ принято решение о пошаговом введении с интервалом в 1 % ТКсФ, ТФФ, ДФпТБФФ в смесь ТБФ и ТиБФ в различных концентрациях. С этой целью приготовлены более пятидесяти образцов основ, состоящих из трех различных эфиров фосфорной кислоты. Уровень качества образцов контролировался по следующим показателям: кинематическая вязкость при 50С и при минус 60 С, кислотное число, температура застывания, температура вспышки и противоизносным свойствам (диаметр пятна износа). По совокупности всех свойств лучшие показатели проявили следующие образцы, содержащие в качестве третьего компонента ТКсФ, ТФФ, ДФпТБФФ в оптимальных концентрациях. Состав данных образцов представлен в таблице 3.6.

Лучшей термоокислительной стабильностью обладает образец №1 как по показателям изменения кинематической вязкости и кислотного числа, так и по величине весового показателя коррозии. На основе этого принято решение о продолжении дальнейших исследований с композицией №1 для получения жидкости, отвечающей всем современным требованиям.

Все гидравлические жидкости содержат функциональные присадки: до 15% масс, вводимые для улучшения физико-химических свойств и эксплуатационных характеристик. По имеющимся литературным и экспериментальным данным, а также согласно требованиям, предъявляемым к современным взрывопожаробезопасным гидравлическим жидкостям, для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств разрабатываемой жидкости (вязкостно-температурных, антиокислительных, антиэрозионных, противоизносных, антикоррозионных, стойкости к пенообразованию и гидролизу) использовались как традиционно применяемые, так и вновь предлагаемые для взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости присадки.

С использованием имеющихся на рынке присадок принято решение о приготовлении образцов взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости, отвечающих ранее сформулированным требованиям. В качестве базовых компонентов использовалась композиция эфиров фосфорной кислоты оптимального состава, выбранная по результатам эксперимента - образец, содержащий следующие эфиры: ТБФ-73,0%, ТИБФ-20,0%, ТКсФ-7,0% (образец №1).

В качестве присадки, улучшающей вязкостно-температурные свойства, использовался полибутилметакрилат (ПБМА) молекулярной массой 5000-6500 производства ОАО «НК «Роснефть» - МЗ «Нефтепродукт». Данный компонент лучшим образом зарекомендовал себя как модификатор вязкости для жидкостей на основе эфиров фосфорной кислоты, благодаря хорошей загущающей способности и стойкости к механической деструкции.

Для повышения термоокислительной стабильности БСЭФ при приготовлении образцов использовались антиокислители аминного и фенольного типов различного строения: фенил-а-нафтиламин (Неозон «А»), динонилдифениламин (ДАТ), октилбутилдифениламин (Irganox L57) алкилированный фенил-а-нафтиламин (ФАД), 4-метил-2,6-дитретбутилфенол (Агидол-1) и пентаэритрилтетракис-3-(3 ,5 -дитретбутил-4-гидроксифенил) пропионат (Агидол-110,.Irganox 1010).

В качестве компонента-акцептора образующихся в процессе кислотных соединений использовались эпоксидная смола марки ERL-4221.

Для предотвращения коррозии в металлических узлах гидроагрегатов и деактивации их каталитического воздействия на компоненты рабочей жидкости применялись присадки 1,2,3-бензотриазол и производное толутриазола (Irgamet 39).

В качестве компонента, увеличивающего удельную электропроводность, с целью устранения явления электрокинетической эрозии использовалось соединение калиевой соли перфторалкансульфокислоты (ПАВ Хромоксан).

Для придания жидкости характерной окраски использовался краситель жирорастворимый фиолетовый антрахиновый (4 - метилфениламино-1-оксиантрахинон).

Приготовление образцов взрывопожарной гидравлической жидкости проводилось на лабораторной установке, состоящей из: круглодонной двугорлой колбы емкостью 1000 мл, колбонагревателя с автоматической регулировкой температуры и термопарой, перемешивающим устройством с пропеллерной мешалкой и электроприводом с электронным регулированием частоты вращения вала. Дозировка компонентов осуществлялась весовым способом с точностью до 0,01 грамма. Перемешивание осуществлялось при температуре 60 С ± 2 С. Частота вращения вала мешалки составляла 300 оборотов в минуту.

На стадии приготовления образцов отмечено наличие нерастворенного осадка, предположительно ПАВ Хромоксан, что подтверждено в результате анализа отфильтрованных образцов жидкости по показателю удельная электропроводность ( 3,0 мкСм/м при норме не менее 40 мкСм/м).

Таким образом, на стадии подбора пакета присадок выявлено, что разработанные композиции БСЭФ обладают недостаточной растворяющей способностью по отношению к противоэрозионной присадке Хромоксан. В связи с этим, учитывая отсутствие подобных проблем при производстве жидкости НГЖ-5у, принято решение о вовлечении в состав разрабатываемой жидкости ДБФФ в минимальной концентрации, необходимой для полного растворения присадки Хромоксан.

Данные о результатах анализа удельной электропроводности образцов БСЭФ, содержащих присадку Хромоксан в количестве 0,08% и различные концентрации ДБФФ, представлены на рисунке 3.6

Изготовление опытно-промышленной партии № 1 взрьгеопожаробезопасной гидравлической жидкости

Анализ данных, представленных на рисунках 3.7 и 3.8, позволяет сделать следующие выводы: - наиболее эффективным антиокислителем аминного типа в составе взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости на основе эфиров фосфорной кислоты является присадка ФАД (алкилированный фенил-а-нафтиламин); - присадки на основе алкилированного дифениламина (ДАТ, lrganox L57) обладают схожей эффективностью во всем интервале концентраций; - присадки на основе алкилированных аминов наиболее эффективны при концентрациях 0,8 - 1,0 % масс. Дальнейшее увеличение концентрации не оказывает значительного влияния на их эффективность; - присадка Неозон «А» (неалкилированный фенил-а-нафтиламин) обладает меньшей эффективностью по сравнению с алкилированными аминами при одинаковых условиях окисления, при этом её оптимальная концентрация составляет 0,3 - 0,5 % масс; - присадки фенольного типа Irganox 1010FF и Агидол-110 обладают одинаковым ингибирующим действием и превосходят по эффективности присадку Агидол-1 при прочих равных условиях; - оптимальная концентрация присадок Irganox 1010FF и Агидол-110 в составе взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости на основе эфиров фосфорной кислоты составляет 0,25 - 0,35 % масс, присадка Агидол-1 0,45 - 0,55 % масс; - использование одного антиокислителя в составе готовой жидкости не позволяет достичь уровня термоокислительной стабильности характерного для жидкости НГЖ-5у, содержащей комплекс из двух антиокислителей аминного типа различного строения (Неозон «А» и ДАТ).

Таким образом, для получения взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости на основе эфиров фосфорной кислоты, превосходящей по термоокислительной стабильности жидкости НГЖ-5у необходим подбор комбинации ингибиторов окисления различного типа и строения, обладающей эффективностью значительно превосходящей отдельные антиокислители.

Для определения оптимальной концентрации ингибиторов окисления были приготовлены лабораторные образцы, составы которых представлены в таблице ЗЛО.

Примечание: во всех образцах содержится, % масс: полибутилметакрилат 8,65, смола эпоксидная марки ERL-4221 - 2,5, ПАВ Хромоксан- 0,08, 1,2,3 бензотриазол - 0,008 и краситель антрахиноновый - 0,003. Приготовленные образцы проанализированы по показателю термоокислительная стабильность при температуре 150 С в течение 300 часов в присутствие кислорода воздуха. Величина изменения кинематической вязкости после окисления для каждого образца представлена на рисунке 3.9. Величина показателя фильтруемости - на рисунке 3.10. 2?1— 41 Значение, характерное для НГЖ-5у Д2 Ґ Т Ь"— ое разец №1 Образец №2 Образец №3 Образец №4

Рисунок ЗЛО - Показатель фильтруемости после окисления Анализ данных, представленных на рисунках 3.9 и ЗЛО, позволяет сделать следующие выводы: - выявлено наличие значительного синергетического эффекта при одновременном использовании антиокислителей аминного и фенольного типов; - лучшей термоокислительной стабильностью обладает образец с использованием смеси антиокислительных присадок ФАД и Агидол-110; - по величине показателя фильтруемости образцы, содержащие смесь антиокислителей аминного и фенольного типов значительно превосходят образцы, ингибированные смесью антиоксидантов аминного типа различного строения, в том числе товарную жидкость НГЖ-5у; - образцы содержащие, присадку Неозон «А», в том числе товарная жидкость НГЖ-5у, показали наихудший результат по показателю фильтруемости и значительно уступают современным требованиям; - лучший результат по показателю фильтруемости выявлен для образца №2, однако значение показателя фильтруемости для него ниже норм, установленных техническими требованиями для взрывопожарных гидравлических жидкостей.

Таким образом, для получения негорючей гидравлической жидкости, удовлетворяющей всем современным требованиям по термоокислительной стабильности, было принято решение усилить стабилизирующее действие комплекса антиокислителей на основе алкилированного фенил-а-нафтиламина (ФАД) и производного пентаэритрита и пространственно замещенного фенола (Агидол-110) введением дополнительного ингибитора фенольного типа -присадки Агидол-1 в оптимальной концентрации (0,5%).

В результате приготовлен и проанализирован образец взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости следующего состава (таблица 3.11):

Результаты анализа термоокислительной стабильности данного образца показали его полное соответствие ранее обоснованным современным требованиям по данному показателю, после чего было принято решение о проведении полного анализа по всем показателям качества, сформулированным и представленным в таблице 3.2. Результаты анализа образца негорючей гидравлической жидкости приведены в таблице 3.12. Таблица 3.12 -Результаты анализа негорючей гидравлической жидкости

Похожие диссертации на Разработка состава взрывопожаробезопасной гидравлической жидкости для авиационной техники