اصطلاحات پلی گلیکول و پلی آلکیلن گلیکول برای این دسته از روغن‌ها بکار می‌روند و این مایعات را می توان به صورت محلول در آب یا نامحلول در آب (محلول در روغن) تولید کرد که رایج ترین آن‌ها سیالات محلول در آب هستند و بنابراین می توانند خواص بسیار متفاوتی داشته باشند.
پلی گلیکول‌ها نسبتاً قطبی هستند که به آن‌ها خواص استحکام فیلم متوسطی می‌دهد. این دسته از روغن‌های پایه دارای شاخص ویسکوزیته بسیار بالا (180 تا 280) می‌باشند و خواص دمای بالا و پایین خوبی دارند.
این روغن‌ها تمیز می‌سوزند و هیچ اثری از خود باقی نمی‌گذارند و به عنوان روغن حامل برای روانکارهای جامد برای روانکاری زنجیر در دمای بالا استفاده می‌شوند. همچنین دارای انواع گرید غذایی و زیست تخریب پذیر هستند. آن‌ها به عنوان روغن کمپرسور اسکرو و رفت و برگشتی، روغن‌های دنده حلزونی، روانکارهای مقاوم در برابر آتش، مایعات فلزکاری و به عنوان مایع ترمز استفاده می‌شوند.
پلی گلیکول‌های محلول در آب با روغن‌های معدنی سازگار نیستند بنابراین نباید آن‌ها را با روغن‌های معدنی مخلوط کرد. آن‌ها همچنین می توانند اثرات منفی بر روی رنگ‌ها و آببندها داشته باشند و بسیار گران قیمت هستند.
برای قرن‌ها، روانکارها به عنوان راهی برای کاهش اصطکاک و سایش قطعات متحرک مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در سال 2005، 40 میلیون تن روانکار تولید شد. در حالی که سیالات مبتنی بر روغن معدنی اکثریت تقاضای بازار را تشکیل می دهند، بسیاری از پیشرفت های تکنولوژیکی در تجهیزات و ماشین آلات بدون مزایای ارائه شده توسط روانکارهای سنتزی که در حال حاضر تنها دو درصد از بازار را تشکیل می دهند، امکان پذیر نخواهد بود.
در حالی که پلی آلفا اولفین‌ها برخی از این نیازها را برآورده می‌کنند، تعداد فزاینده‌ای از کاربردها نیاز به عملکرد بالاتری دارند یا به مشخصات منحصر به فردی نیاز دارند که توسط روانکارهای معمول برآورده نمی‌شوند. یکی از متنوع ترین روغن پایه‌ها، پلی آلکیلن گلیکول‌ها می‌باشند و عموماً به عنوان روانکارهای کمپرسور شناخته می‌شوند و استفاده از آن‌ها در صنعت از دهه 1980 افزایش یافته است.
توسعه پلی آلکیلن گلیکول‌ها
روغن های PAG یکی از اولین روانکارهای سنتزی بوده‌اند که توسعه داده شده و تجاری شدند. آن‌ها تحت دستور نیروی دریایی ایالات متحده در نتیجه آتش سوزی مایعات هیدرولیک در کشتی‌ها در اثر حملات در طول جنگ جهانی دوم ساخته شدند. در سال 1942 و برای 30 سال بعد، نیروی دریایی به طور انحصاری از مایعات هیدرولیک آب گلیکول مبتنی بر PAG استفاده کرد که در برابر آتش مقاوم بودند و می‌توانستند در محدوده دمایی وسیعی کار کنند. بعداً روغن‌های PAG به‌عنوان روانکارهای نساجی و به‌عنوان خنک کننده در عملیات حرارتی فلزات مورد استفاده گسترده قرار گرفتند.
روغن‌های PAG بر اساس درصد وزنی ترکیب اکسی پروپیلن بر اکسی اتیلن در زنجیره پلیمری طبقه بندی می‌شوند. روغن PAG با 100 درصد وزنی گروه‌های اکسی پروپیلن در آب نامحلول است. در حالی که آن‌هایی که دارای 50 تا 75 درصد وزنی اکسی اتیلن هستند در دمای محیط محلول در آب می‌باشند.
اگرچه روغن‌های PAG برای مدت طولانی به عنوان روانکارهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گرفتند اما اخیرا با توسعه آن‌ها، در تجهیزات صنایع غذایی بکار گرفته می‌شوند. این محصولات به عنوان روانکارهای مورد تایید برای مواد غذایی شناخته شده‌اند.
در این کاربردها، پلی آلکیلن گلیکول‌ها روانکاری عالی، پایداری اکسیداسیون، شاخص ویسکوزیته بالا (180 تا 280) و نقطه ریزش پایینی را از خود نشان می‌دهند. این روغن‌ها یکی از معدود مواد سنتزی هستند که در مقررات افزودنی مواد غذایی FDA برای روانکار مورد استفاده در ماشین آلات صنایع غذایی در مواقعی که ممکن است تماس تصادفی غذا با روانکار ایجاد شود، شناسایی شده‌اند.
کاربردها و مزایای روغن PAG
به دلیل خواص روغن‌های PAG از آن‌ها در تعدادی از کاربردهای صنعتی و تولیدی به خصوص استفاده می‌شود. حلالیت آن‌ها در آب باعث تمیز کردن آسان تجهیزات می‌شود. پلی آلکیلن گلیکول‌ها شاخص ویسکوزیته بالا و پایداری برشی خوبی دارند.
از جمله مزیت‌های روغن‌های PAG فراریت کم آن‌ها در کاربردهای با دمای بالا و عدم تشکیل پسماند و رسوب می‌باشد. زیست تخریب پذیری این روانکارها آن‌ها را برای کاربردهای زیست محیطی ایده آل می‌کند.
روغن‌های PAG بیشتر به عنوان روانکارهای کمپرسور شناخته می‌شوند و در کمپرسورهای گاز طبیعی و اتیلن استفاده می‌شوند.
بررسی شرایط روغن‌های PAG نسبتا آسان می‌باشد و با نزدیک شدن به پایان عمر مفید این روغن‌ها، عدد اسیدی در اثر اکسیداسیون افزایش می‌یابد اما ویسکوزیته حتی در مراحل آخر عمر سیال نسبتاً ثابت می‌ماند. این روغن‌ها نسبت به سایر روانکارها در برابر آب مقاومتر هستند و محدودیت وجود آب برای روغن‌های PAG کمتر از سیالات هیدروکربنی در نظر گرفته می‌شود.
ویژگی‌های برتر انتقال حرارت و پایداری حرارتی و اکسیداسیون آن‌ها را برای استفاده به عنوان سیالات انتقال حرارت در سیستم‌های بزرگ و با تهویه باز و برای سیالات فرآیندی در تولید پلاستیک، الاستومر یا قطعات ساخته شده برای کاربردهایی که سازگاری روانکار با قطعه تولیدی مهم است ایده‌آل می‌سازد.
در صنایع تولید الیاف نساجی نیز از روغن های PAG استفاده می‌شود؛ این روغن‌ها الیاف را لکه دار یا تغییر رنگ نمی‌دهند و به راحتی در طی فرآیند شستشو پاک می‌شوند. همچنین برای بسیاری از پردازش‌های الیاف که در سرعت و دمای بالا انجام شده و نیاز به پایداری برشی می‌باشد از این روغن‌ها استفاده می‌شود. علاوه بر این، اغلب به عنوان روانکار در تجهیزات تولید نساجی برای روانکاری دنده‌های تحت فشار شدید استفاده می‌شوند. روغن‌های PAG باعث صرفه جویی در مصرف انرژی در روانکاری دنده توربین‌های بادی می‌شوند.
هنگام استفاده از روغن‌های هیدروکربنی معمولی در روانکاری دنده‌ها در سرعت‌های کم و فشارهای بالا حفره‌های ریزی بر روی سطح تشکیل می‌شود که با استفاده از روغن‌های پلی آلکیلن گلیکول این مشکل برطرف می‌شود. ضریب اصطکاک پایین روغن‌های PAG باعث صرفه جویی در مصرف انرژی، کارکرد قطعات در دماهای پایین‌تر و سرعت سایش کمتر در گیربکس‌ها به ویژه چرخ دنده‌های حلزونی می‌شود.
نتیجه گیری
بیش از 60 سال است که روانکارهای سنتزی جایگزین مناسبی برای روانکارهای هیدروکربنی معدنی می‌باشند. هر نوع از روغن‌های PAG برای کاربرد مخصوصی طراحی شده‌اند. این روغن‌ها در محیط‌های با دمای بالا و دمای پایین، در کاربردهای با فشار بالا و هم به صورت محلول در آب استفاده می‌شوند. طیف گسترده ای از پلیمرها را میتوان برای پلی آلکیلن گلیکول طراحی کرد که بسته به نوع کاربرد، ویسکوزیته، نقطه ریزش، حلالیت و سایر ویژگی ها تغییر می‌کند.
این تطبیق پذیری و کاربردهای متنوع باعث شده است که روغن‌های PAG حدود 24 درصد از کل بازار روانکارهای سنتزی را تشکیل دهند. نقاط ریزش پایین، طیف وسیعی از ویسکوزیته، مقاومت در برابر تشکیل رسوب، افزایش حلالیت روانکار و داشتن طیف گسترده ای از انحلال پذیری در آب همگی باعث شده است تا PAG به عنوان یک روانکار سنتزی با کارایی بالا در بازار مطرح باشد.
اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع می‌باشد.
