Témata
Reklama

Syntetické estery a jejich použití nejen při obrábění

Syntetické estery jsou látky, které mohou být vyrobeny v nekonečném množství variací z běžně dostupných mastných kyselin a alkoholů a poskytují nekonečné množství strukturálních i výkonových možností. V současnosti vyráběné estery mohou být speciálně určeny pro specifický druh použití pro různé aplikace a prostředí. Ať již hledáte vynikající hydrolytickou stabilitu, oxidační stabilitu, biodegrabilitu, mazací schopnost, vysoký viskozitní index nebo vlastnosti fungování za nízkých teplot – to vše je možné s tím správným syntetickým esterem.

Základem pro výrobu jsou mastné kyseliny obecného vzorce: R–COOH, které mohou být lineární, rozvětvené, nasycené, nenasycené, mono-, di- či polyfunkční. Sloučením s alkoholem vznikne ester a voda (R–COOH+R1–OH R–COOR1+H2O). Tato reakce je reverzibilní a za určitých podmínek může ester s vodou reagovat obráceně a rozložit se na mastnou kyselinu a alkohol. Rozklad esterů je závislý na chemii esterové vazby a parametrech prostředí. Pokud je rozklad esterů snadný, pak je jejich biodegradabilita vysoká. Hydrolýzu esterů lze omezit jednak použitými výchozími surovinami, ale i chemicky blokovat použitím rozvětvených mastných kyselin. Takové estery jsou velice stabilní ve vodném prostředí a chovají se při standardním hydrolytickém testu jako minerální oleje.

Reklama
Reklama

Termooxidačně stabilní maziva

Pro použití v aplikacích obrábění a zpracování kovů je potřeba vybrat takové výsledné výrobky, které mají velmi dobrou termooxidační stabilitu (300 °C), a proto je potřeba vyloučit z této syntézy polynenasycené mastné kyseliny, které mají tendenci vytvářet při zahřátí pevné, špatně odstranitelné povlaky. Používají se tedy nasycené mastné kyseliny s krátkými rozvětvenými řetězci, které mají tepelnou i oxidační stabilitu vysokou. Nasycené estery jsou požadované pro vyšší teploty, ale jsou ještě další vlastnosti, které musejí být brány v úvahu. Vysoká teplotně oxidační stabilita závisí významně na množství a konfiguraci vodíku na beta uhlíku v molekule. Beta uhlík je druhá molekula uhlíku od vazby uhlík–vodík esterové skupiny. Beta vodík je velice reaktivní ve vztahu ke kyslíku, takže estery bez beta vodíku jsou tepelně stabilnější. Na základě podobnosti se strukturou neopentanu se odvodil jejich název – neopolyolové estery nebo také polyolové estery se zkratkou POE. Všechny POE mají dobrou oxidační stabilitu, protože neobsahují žádné beta vodíky.

Důležitým parametrem je také viskozita. Viskozita je silně závislá na rozvětvení, aromaticitě, funkcionalitě a snadnosti rotace vazeb v molekule. Silně rozvětvené molekuly se těžko ohýbají a špatně po sobě kloužou. Aromatické estery jsou zase vysoce viskózní díky pevnému aromatickému jádru.

Estery jsou látky s velmi dobrou přilnavostí ke kovovému povrchu, což omezuje kontakt kov/kov během klouzavého pohybu.

Vhodný stupeň polymerizace

Další reakcí, která může probíhat a měnit zejména viskozitní vlastnosti konečné látky, je schopnost polymerace. Pokud obsahují složky esteru (mastné kyseliny a alkoholy) více než jednu reakční skupinu, mohou se spojovat do vysokých polymeračních stupňů, které mají charakter pevné látky a nehodí se k mazání. Proto je nutné pro použití při obrábění kovů omezit stupeň polymerace. Vhodný stupeň polymerace pak zabezpečí jak stabilitu esterů, tak vynikající mazací vlastnosti při vysokých teplotách. Navíc tyto estery mají ve srovnání s jinými mazivy na bázi olejů velice nízkou těkavost, díky tomu vysoký bod vzplanutí a omezené kouření.

Klíčovou vlastností při použití esterů jako maziv je schopnost molekul po sobě téci a přilnout ke kovovému povrchu. Estery obecně jsou hodnoceny jako látky s velmi dobrou přilnavostí ke kovovému povrchu a tím omezují kontakt kov/kov během klouzavého pohybu.

Esterová maziva neobsahují žádné minerální ani těkavé látky, žádný chlor, síru ani těžké kovy.

Při výrobě průmyslových esterových maziv je pak důležité, kromě výběrů správných surovin a průběhu chemické reakce, také množství nečistot ve výsledném výrobku. Není možné dosáhnout 100% konverze vstupních surovin, proto je nutné kontrolovat a regulovat kyselost výsledného produktu, protože ta může významně urychlit hydrolytickou reakci, stejně jako zbytky katalyzátoru použitého při syntéze.

Estery vhodné pro obrábění

Proces vývoje a výroby není, jak je z výše uvedeného patrné, jednoduchý. Nicméně přínosy takových maziv jsou jednoznačné. Jednou z předních firem, která se této problematice a vývoji esterových maziv dlouhodobě věnuje, je například společnost Molydal. Výhody maziv na bázi esterů lze shrnout takto: žádný obsah minerálních látek, těkavých látek (VOC), chloru, fosforu, síry, formaldehydu a těžkých kovů. Toto je doplněno vysokou tepelnou stabilitou, omezenou kouřivostí, vynikajícími mazacími schopnostmi, ochranou výrobků i nástrojů proti korozi, prodloužením životnosti nástrojů. Navíc mikroemulze esterů bez minerálních olejů dovoluje udržení lepší čistoty strojů a jejich okolí.

Vyrobené díly nejsou lepkavé, nástroje jsou čisté a mají delší životnost. Maziva jsou neškodná také pro obsluhu.

Výrobky jako např. Solester 520 je pak možné používat od velmi nízkých koncentrací (1% pro broušení a profilování) přes náročnější operace (2%–4% pro obrábění, frézování) až po operace s požadavkem na vysoký mazací výkon (5%–10% pro závitování, vrtání, hluboké tažení).

Tato maziva přispívají i k úsporám v celém výrobním procesu. Vyrobené díly nejsou lepkavé, nástroje jsou čisté a mají delší životnost. Maziva jsou také neškodná pro obsluhu, zlepšují pracovní a životní prostředí. Používání maziv přátelských k životnímu prostředí znamená volit produktivitu a respekt k lidem i jejich pracovnímu prostředí.

Ekomaziva

Pavel Čepelák

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 160621
Datum: 08. 06. 2016
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

Šetrné procesní kapaliny pro obrábění kovů

Co je to šetrná procesní kapalina pro obrábění kovů? Kapalina, která nezpůsobuje zdravotní problémy lidem, kteří s ní přijdou do kontaktu? Kapalina, která svojí výrobou, transportem k zákazníkovi, skladováním a likvidací nezavdává ke vzniku rizik ohrožujících životní prostředí? Příliš mnoho otázek a žádná konkrétní odpověď. V následujících řádcích bude tento stav pozměněn.

Pryč s olejem ve vodě

Málokdo očekával, že novým materiálem, který odstraňuje olej z vody, se stane nitrid bóru, známý spíše jako nástrojový materiál než jako sorbent. S objevem nečekané podivuhodné vlastnosti materiálu, který je modifikací kubického nitridu bóru cBN na vyměnitelné břitové destičky pro obrábění, nyní přišli australští a francouzští vědci.

Související články
Vždy přímo na místě

Čerpadla Spandau Pumpen dopravují chladicí kapalinu do obráběcích strojů v závodě SKF Lubrication Systems v České republice.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Jak na hliník?

Recyklace jedné tuny hliníkového materiálu ušetří přibližně čtyři tuny bauxitu, 95 % energie potřebné pro výrobu primárního hliníku a devět tun emisí CO2. V současné době ušetří více než 80 milionů tun emisí skleníkových plynů ročně. To odpovídá přibližně 15 milionům automobilů.

Kombinace dopravníků třísek a filtrační jednotky

Významné úspory nákladů a ochrana životního prostředí – to jsou hlavní přínosy pro firmy v mnoha průmyslových odvětvích, které využívají kombinaci dopravníků třísek a filtrace Ecofiltro. Sestavu zařízení dodává na český trh strojírenská společnost Hennlich, naposledy do závodu na výrobu kompresorů v Humpolci.

Úspora času a nákladů s technologií MQL

Myšlenka snížit spotřebu chladicího maziva při obrábění není nová. Naopak - technologie minimálního množství maziva (MQL) byla popsána a zavedena již před 20 lety. Stejně jako v mnoha jiných případech, technologie musela projít dlouhou cestou vývoje.

Vodní energie

Město Kendal se nachází v oblasti Lake District, Cumbria, na severozápadě Anglie. Ačkoliv popravdě výstižnějším názvem by bylo spíše Wet District, jak jistě pochopí každý, kdo kdy navštívil náš hezký, ale smáčený ostrov, pravdomluvnost nemusí být vždy nezbytně dobrá pro turismus. Místní obyvatelé tuto oblast proto vždy tvrdošíjně a přitažlivě popisují jako místo s krásným počasím a žádanými vlastnostmi než jako místo s nebetyčnými kopci nebo skalnatými vrcholky hor, jakým je jeho méně vlhký a méně známý soused - The Peak District.

Filtrace vzduchu při obrábění

V redakci se objevila informace o zajímavém projektu, který vznikl na základě dlouhodobější spolupráce mezi firmami Toshulin (známý a významný výrobce svislých soustruhů a svislých obráběcích center) a Wemac (úspěšná, ryze česká firma, působící v oblasti průmyslové filtrace vzduchu v kovoobrábění) a protože obě společnosti souhlasily se zveřejněním většiny technických detailů, rádi se s vámi o ně podělíme.

Odsávání aerosolů u velkých otevřených strojů

Často se setkáváme s tvrzením, že je prakticky nemožné efektivně odsávat velké, otevřené stroje a chránit tak jejich obsluhu před negativními účinky rozptýlené chladicí kapaliny - olejového nebo emulzního aerosolu.

Zkušenosti made in Siemens v průmyslových aplikacích

V minulém čísle jsme slíbili, že se budeme věnovat věcem nadčasovým. Takových pěkných záležitostí má Sinumerik ve své kuchyni dostatek a my jsme z této nabídky pro vás dnes vybrali pomocníka nenápadného, zato však neuvěřitelně významného a pracovitého. Dovolte, abychom v dnešním příspěvku představili Drive CLiQ - komunikační médium pro přenos regulačních dat u pohonů Sinamics v reálném čase

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit