Từ những năm 1930, Hermann Zorn, người Đức, đã nghiên cứu ra dầu nhờn với các tính chất của dầu nhờn từ dầu thô nhưng không có các tính chất không mong muốn như điểm chảy cao, xu hướng tạo chất bồ hóng bám dính trong động cơ, chống oxy hóa kém, kém bền nhiệt… Người Đức đang cần một sản phẩm không có nguồn gốc từ dầu thô bởi lúc bấy giờ quốc này đang khó tiếp cận với nguồn dầu thô trên Thế giới. Tới giữa những năm 1940, kết quả của Phòng thí nghiệm Zorn đã có hơn 3500 hỗn hợp ester khác nhau, bao gồm các diester và các polyester.
Dầu gốc (hình minh họa: internet)
Cuộc thử nghiệm thực tế đầu tiên đối với các chất bôi trơn này xảy ra trong Thế chiến II khi cả quân đội Đức và Mỹ bắt đầu sử dụng dầu nhờn tổng hợp trong động cơ máy bay. Họ nhận thấy chất tổng hợp làm cho động cơ khởi động dễ dàng hơn trong điều kiện khí hậu lạnh hơn và giảm đáng kể lượng bồ hóng có thể tích tụ so sử dụng các chất bôi trơn gốc khoáng.
Phân loại dầu tổng hợp
Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) phân loại dầu tổng hợp thành 2 loại cơ bản. Nhóm thứ nhất là dầu API nhóm IV, chỉ có duy nhất là dầu PAO (PolyAlphaOlefin). PAO được tạo thành bằng phản ứng trùng hợp Alpha-Olefin ví dụ như Ethylene. Thứ 2 là API nhóm V. Đây là tất cả dầu tổng hợp khác không phải dầu PAO, ví dụ như diester, polyolester, alkylated benzene, phosphate ester…
Trong thời gian gần đây, có nhiều sự hiểu nhầm liên quan tới việc sử dùng từ “tổng hợp”. Một số công ty đã phát triển công nghệ mới sản xuất dầu gốc có nguồn gốc từ dầu thô cho ra sản phẩm dầu khoáng “chất lượng cao” và được API phân loại là dầu nhóm III với những đặc tính cao cấp gần như dầu nhóm IV (PAO). Loại dầu gốc này có thể được gọi với các tên dầu gốc “tổng hợp” nhóm III, hay còn gọi là dầu tổng hợp VHVI.
Ưu điểm của dầu tổng hợp
- Điểm chớp cháy cao: cải thiện khả năng chống cháy và ổn định nhiệt.
- Điểm chảy thấp: cải thiện tính bơm và bôi trơn ở nhiệt độ thấp.
- Chống cháy: tốt cho các ứng dụng thủy lực có độ rủi ro cao.
- Ổn định oxy hóa: kéo dài chu kỳ thay dầu, chống lại các điều kiện khắc nghiệt.
- Ổn định nhiệt: dầu không xuống cấp và làm đặc dầu ở nhiệt độ cao.
- Chỉ số độ nhớt cao: tạo tính chất dầu đa cấp, dùng bốn mùa.
- Ma sát thấp: giảm chi phí năng lượng tiêu thụ.
- Tính tẩy rửa tự nhiên: giữ bề mặt bôi trơn sạch sẽ.
- Bền trượt cắt cao: không làm giảm độ nhớt như dầu đa cấp gốc khoáng.
Nhược điểm của dầu tổng hợp
- Giá thành cao
- Tính độc hại: phosphate ester có thể có rủi ro độc hại.
- Chi phí xử lý: phosphate ester có chi phí xử lý cao.
- Tính hòa tan: một vài phụ gia khó duy trì sự hòa tan lâu dài.
- Tương thích với seal: một vài seal có lại hoặc trương nở với một vài loại dầu tổng hợp, có một vài sự không tương thích với sơn hoặc nhựa.
- Tính ổn định thủy phân: Dầu ester có thể bị xuống cấp nếu có sự hiện diện của nước.
- Tính trộn lẫn: Có một vài sự không trộn lẫn với các loại dầu gốc khác.
Khi nào nên chọn dầu tổng hợp?
- Các quy tắc đơn giản để biết khi nào nên chọn dầu tổng hợp:
- Khi nhu cầu của thiết bị vượt quá khả năng đáp ứng của dầu khoáng: hoạt động ở điều kiện khắc nghiệt (nhiệt độ cao, áp suất, trượt cắt cao, độ ẩm cao…)
- Khi các tính chất của dầu tổng hợp có thể giải quyết được những vấn đề (phát sinh)
- Khi tiết kiệm chi phí thay dầu nhờ chu kỳ cao hơn hẵn.
- Muốn tiết kiệm năng lượng hơn, kéo dài tuổi thọ thiết bị hơn
- Khi có các vấn đề về an toàn và nguy hại môi trường…