Evaluation of the natural and synthetic fatty acid esters in hydraulic oil

Abstract

Petrol bazlı yağlayıcıların çevresel etkileri ve fosil yakıt rezervlerinin kısıtlı olması doğaya uygun yağlayıcı alternatiflerinin aranmasına sebep olm gelişimi mineral esaslı bazyağlarına dayanmaktadır. Bazyağlarının iyi teknik özellikleri ve düşük fiyatı mineral esaslı bazyağı teknolojisini desteklemiştir. Neyazıkki bazyağı sonlu bir kaynaktır. Mineral yağ sebebiyle oluşan kirlilikler üretimi kadar kolay doğaya karışamamaktadır. Bununla birlikte, mineral esaslı bazyağlarının sebebi genellikle politik nedenlere bağlıdır. Varolan stokları da her zaman aynı fiyatla fiyatla temin etmek mümkün olmamaktadır. Bir diğer olumsuz yanı ise mineral yağların doğaya karışma süresinin oldukça uzun sürmesidir. Zincir yağları, trafik ve inşaat sektörlerinde kullanılan yağlar açık yağlama sistemlerine ait olduğu için genellikle doğaya bırakılır. Ayrıca genel kapalı yağlama sistemlerinde de yanlışlıkla doğaya deşarj etme gibi riskli durumlarla karşılaşılmaktadır. Bu sebeple yağlayıcılar mümkün olan her alanda biyoparçalanabilir olmalıdır. Batı Avrupa Bioyağlayıcılar Market araştırmasına göre (2004): toplam 4.750.000 ton/yıl'lık yağlayıcılar pazarında, bioyağlayıcıların yeri 172.000 ton/yıl'dır (Whitby, 2004). Aynı araştırmaya göre kompresör ve zincir yağlayıcılarıının önemli bir kısmı bioparçalanabilir olarak üretilmektedir. Marketteki bioyağlayıcı ihtiyacı, motor yağı ve hidrolik yağlar olarak gözükmektedir. Günümüzde, otomativ üreticileri, kullanılan yağlayıcıların çevresel performansları ile ilgili bir talepte bulunmamaktadırlar, çünkü bu yağlayıcılar yüksek katkı maddesi içerdiklerinden çok karmaşık ürünlerdir. Bu sebeple, çevre dostu motor yağları formulasyon çalışması daha da zorlaşmaktadır. Hidrolik yağlar, Türkiye ve Batı Avrupa marketinde, çevre dostu yağlayıcı formulasyonları için üzerinde çalışılabilecek en uygun adaydır. Yağ asidi esterleri, yağlayıcılarda ihtiyaç duyulan, yüksek viskozite indeksleri, yüksek parlama noktaları ve düşük uçuculukları ile etkin sınır yağlayıcılığı sağlarlar. Buna karşılık, bioparçalanabilir yağlayıcılar, mineral yağlayıcılar ile karşılaştırıldığında, oksidasyon stabilitesi ve düşük sıcaklık karakteristikleri göz önüne bulundurulduğunda daha düşük performans sergilemektedir. Bu çalışmada, farklı yağ asidi esterlerinin oksidasyon ve aşınma önleme üzerine etkileri ile hidrolik yağların fiziksel ve kimyasal özellikleri araştırılacaktır. Çalışmanın ilk basamağında, beş farklı yağ asidi esteri, termal oksidasyon stabilitesi ve akış özellikleri bakımından incelenecektir. Yağ asidi esterleri, Türkiye'deki yaygınlıkları, fiyatları ve viskozite sınıflarına göre seçilmiştir. Çalışmanın ikinci basamağında, en iyi sonucu veren; kanolo yağı ve trimetiloleat (TMP TO) hidrolik yağ formulasyonu karışımı çalışmasında kullanılmıştır. Hidrolik yağlarda, ISO VG 46 sınıfında DIN 51524 normlarına göre en iyi yağlayıcılık performansını elde edebilmek için farklı yağ karışımları hazırlanmıştır. Sonuçlar ortaya çıkarmıştır ki: hidrolik yağ formulasyonlarında esterler kullanıldığında, yağlayıcının yapısındaki polar grupların varlığından dolayı, formule edilen yağlayıcı, yüksek sıcaklık değişimlerine ve parçalanmadan kaynaklanan bozulmalara dayanmakta ve mükemmel yağ filmi oluşturmaktadır. Çalışmanın sonunda, oksidasyon performansı incelenen esterlerin ana bileşen, katkı maddesi ve kalınlaştırıcı olarak hidrolik yağ formülündeki kullanım yerine karar verilmiştir. Yüksek sıcaklık ve ağır hidrolik uygulamalarında; sıcaklığın 150 C dereceden daha yüksek olduğu, TMP TO hidrolik yağ formülasyonunda yalnızca katkı maddesi olarak kullanılabileceği ortaya çıkmıştır. Orta zorluktaki uygulamalarda, özellikle orman ve inşaat alanında TMP TO hidrolik yağ formülünde baz yağı olarak kullanılabilinir.