Использование смолы госсипол в качестве антиоксидантного соединения

АННОТАЦИЯ

В данной статье описывается эффективный способ защиты поверхности деталей двигателя от образования сажи и приводятся результаты проведенных исследований по специально разработанной методике с использованием смазочного масла полученного из госсиполовой смолы.

АBSTRACT

This article describes an effective way to protect the surface of engine parts from the formation of soot and provides the results of research carried out using a specially developed technique using a lubricating oil obtained from gossypol resin.

Ключевые слова: госсипол, присадка, смазочное масло, антиоксидант, алкилфенол, синергетический, вязкость, метаболизированный, модифицированный.

Keywords: gossypol, additive, lubricating oil, antioxidant, alkyl phenol, synergistic, viscosity, metabolized, modified.

Вещества, придающие смазочным маслам необходимые свойства и улучшающие их эксплуатационные свойства, называются присадками.

Самыми важными из присадок являются антиокислительные присадки. В качестве антиоксидантов смазочных масел чаще всего используются органические вещества, содержащие азотные и фенолгидроксильные группы.

Практическое применение антиоксидантов показывает, что если в молекуле есть 2 функциональные группы, их действие будет выше, чем действие антиоксиданта одной функциональной группы в молекуле.

Также высокоэффективно использование антиоксидантной композиции, то есть комбинации аминов с алкилфенолами. В таких случаях наблюдается синергетический феномен.

Антиоксидантные добавки n-гидроксифениламин, 3,5-диалкил-4-гидроксибензиламин, ацил-n-аминофенолы.на основе аминов и фенолов являются наиболее эффективными антиоксидантными добавками N-гидроксифениламин добавляют в смазочные масла малой вязкости как наиболее эффективный антиоксидант. Чтобы получить такие дополнения, нужны большие деньги. Вместо этих добавок мы использовали госсиполовую смолу, которую выбрасывают как отходы на АО «Farg’ona yog’-moy», и получили хорошие результаты [4].

Известно, что госсипол собирается в особой части семенного ядра, называемой «госсиполовыми железами».

Количество госсипола в железах 21-39%. 

Госсипол - это сложное полифенольное соединение, которое содержит много альдегидных и гидроксильных групп.  Поэтому реакционная способность намного выше и имеет свойство вступать в реакцию с различными веществами. Госсипол - 1,1',6,6',7,7'-гексагидрокси-3,3'-диметил-5,5'-ди-изопропил-2,2'-динафтил-8,8'-диальдегид . Его молекулярная формула С₃₀Н₃₀O₈.

(ТУ ТСР 1528р-64). 

Рисунок 1.Структурная формула госсипола.

Соединения госсипола, окисленные кислородом воздуха и подвергнутые другим изменениям, имеют темный цвет. Модифицированный госсипол не очищается от масел под действием щелочи. Госсипол хорошо растворяется в масле.

Смола госсипола содержит метаболизированные полифенолы, жирные кислоты, углеводороды, азотфиксирующие вещества и модифицированные продукты госсипола. Наличие ядра нафталина в госсиполе делает продукты, модифицированные госсиполом, устойчивыми к нагреванию, кислотам, щелочам и радиации Гидроксидные и альдегидные группы улучшают комплексообразующие свойства [6].

Для определения состава госсиполовой смолы ее разделили на разные фракции и получили следующие результаты:

Таблица.

Фракционный состав смолы госсипола

По итогам использование смолы госсипола в качестве антиоксидантной добавки дало хорошие результаты.

С использованием госсиполовой смолы было получено смазочное масло против образования сажи [3].

Годовая потребность транспортной компании “Ўзбекистон темир йўллари” в различных смазочных маслах составляет около 250 тонн. Железнодорожный транспорт ежегодно использует 100 тысяч тонн смазочного масла против образования сажи. Процесс саже образования вызван попаданием масел и продуктов сгорания в выхлопное окно гильзы цилиндра. Повышенное образование сажи приводит к быстрому отказу двигателя, так как процесс сгорания ухудшается, а поперечное сечение выпускных отверстий уменьшается. 

При покрытии выхлопного окна поверхности гильзы цилиндра в двигателе 30% кокса, расход топлива снижается на 5%, а мощность дизельного двигателя снижается на 15%. В то же время, в результате неполного сгорания топлива общее количество вредных продуктов (СO) увеличивается на 20% и оказывает негативное воздействие на окружающую среду. 

Самый эффективный способ защиты поверхности деталей двигателя от образования сажи - это нанесение графитового смазочного масла против образования сажи. Степень образования саж определялась при различных ремонтах тепловозов. По специально разработанной методике следы саж снимались 3-4 раза с деталей где образуются сажи [5]. По результатам эксперимента была построена диаграмма зависимости распределения образования сажи от расстояния, пройденного тепловозами (рис. 2).

тыс. км

 Рисунок 2. Диаграмма зависимости уровня покрытия поверхности выхлопного окна гильзы тепловоза от расстояния с линией 1-без смазки, линией 2-со смазкой

По итогам исследования, тепловозы не покрытые графитовой пастой при проезде дороги 6-8 тыс. км. разгрузочные отверстия размером 80 тыс.мм²  или 33,3% всей площади покрываются сажей,  а при проезде тепловозов покрытых графитовой пастой расстояния 17-25 тыс.км., (показано линией 2), площадь поверхности покрытых сажей составляет 10 тыс.мм² или 4,17% от общей площади разгрузочного отверстия, т.е. с увеличением расстояния, пройденного тепловозом, процесс саже образования (в 2-3 раза) с учетом обработки шлама сокращается в 8-14 раз.

Согласно выполненным экономическим расчетам, было определено и подтверждено испытаниями что средний одинарный двухсекционный тепловоз экономит около 21 тонны топлива в год. 

Список литературы:

1. Абсарова Д. К. и др. Каталитическая полимеризация фурано-эпоксидных олигомеров //Universum: технические науки. – 2019. – №. 12-2. – С. 51-54.
2. Дилрабо А., Хафиза К., Мирзахуджаева Н. Фуран-фенольные олигомеры // ACADEMICIA: Международный междисциплинарный исследовательский журнал. - 2020. - Т. 10. - №. 6. - С. 1706-1712.
3. Исмоилов М.Ю., Хамидов Б.Н., Иванов В.И., Иванов Г.Н. Қурум ҳосил бўлишига қарши графитли паста олиш. // Ўзбекистон кимё журнали. 2001. №6. 77-78 б.
4. Матякубов Р. и др. Гидрирование дифурфурлиденацетона на палладиевых катализаторах //Universum: технические науки. – 2020. – №. 3-2 (72).
5. Саидахмедов Ш.М., Исмоилов М.Ю., Хамидов Б.Н., Иванов В.И., Иванов Г.Н. И-460 ПВ маркадаги мойига присадка плексол қўшиб, унинг қовушоқлигини ошириш.//Ўзбекистон нефть ва газ журнали. 2002. №2. 26-27 б.
6. Хамидов Б.Н., Исмоилов М.Ю., Тараян К.Л., Саидахмедов Ш.М. Графитли сурков мойи олиш технологиясини ишлаб чиқиш. // Ўзбекистон нефть ва газ журнали. 2002. №3. 24-25 б.
7. Хошимов Ш. М. и др. Получение хинолиновых оснований на основе ароматических аминов реакцией с карбонильными соединениями получения гетероциклов в паровой фазе //Universum: технические науки. – 2019. – №. 11-3 (68).