محسّن مؤشر اللزوجة (VII) هو مادة مضافة بوليمرية تقلل من معدل تغير لزوجة الزيت مع تغير درجة الحرارة. وبدون مادة VII، فإن الزيت الأساسي المعدني الذي يتدفق بسلاسة عند 100 درجة مئوية سيصبح سميكًا للغاية بحيث يتعذر ضخه عند -20 درجة مئوية. ومواد VII هي التي تجعل من إنتاج الزيوت الحديثة متعددة الدرجات — مثل 5W-30 و10W-40 و15W-40 — أمرًا ممكنًا.
ما هو مؤشر اللزوجة؟
مؤشر اللزوجة (VI) هو رقم بلا أبعاد يصف مقدار التغير في اللزوجة الحركية للزيت بين 40 درجة مئوية و100 درجة مئوية. ويعني ارتفاع مؤشر اللزوجة (VI) انخفاض التغير في اللزوجة — أي أن الزيت يحافظ على ثباته بشكل أكبر عبر درجات الحرارة القصوى. عادةً ما تتراوح قيم مؤشر اللزوجة (VI) للزيوت الأساسية المعدنية النقية بين 95 و105. أما الزيوت الأساسية الاصطناعية PAO فتصل قيمتها إلى 140–150. وبفضل مؤشر اللزوجة النوعية (VII) الجيد عند معدلات المعالجة المعتادة، يمكن أن تصل الزيوت النهائية إلى قيم مؤشر اللزوجة (VI) تتراوح بين 160 و200+.
يُحسب مؤشر اللزوجة (VI) من اللزوجة الحركية عند 40 درجة مئوية و100 درجة مئوية باستخدام معيار ASTM D2270. ولا يُقاس مباشرةً.
كيف تعمل مُحسّنات مؤشر اللزوجة
محسنات مؤشر اللزوجة (VII) عبارة عن بوليمرات طويلة السلسلة ذات سلوك لولبي ومرن. عند درجات الحرارة المنخفضة، تنكمش سلاسل البوليمر لتشكل لفائف محكمة لا تؤثر إلا قليلاً على لزوجة الزيت — فيتدفق الزيت كما لو أن البوليمر غير موجود. وعند درجات الحرارة المرتفعة، تتوسع السلاسل وتتشابك، مما يؤدي إلى زيادة سماكة الزيت. ويعوض هذا التكاثف المرتبط بدرجة الحرارة جزئيًا التخفيف الطبيعي للزيت الأساسي عند درجات الحرارة المرتفعة.
المقاييس الرئيسية لمُحسِّن مؤشر اللزوجة هي:
- كفاءة زيادة اللزوجة (TE): مقدار الزيادة في اللزوجة الحركية التي ينتجها البوليمر لكل وحدة من البوليمر في المحلول
- مؤشر استقرار القص (SSI): النسبة المئوية لفقدان اللزوجة بعد القص الميكانيكي (ASTM D6278، CEC L-45). ويعني انخفاض مؤشر SSI أن البوليمر أكثر استقرارًا في القص
- مساهمة اللزوجة في ظروف درجة الحرارة العالية والقص العالي (HTHS): تأثير البوليمر على اللزوجة في ظروف درجة الحرارة العالية والقص العالي (HTHS) عند 150 درجة مئوية/10⁶ ثانية⁻¹، وهي أقرب محاكاة لسمك طبقة المحمل تحت الحمل الأقصى للمحرك
أنواع البوليمرات الرئيسية المستخدمة في VII
هناك أربعة تركيبات كيميائية رئيسية تجارية لـ VII:
| تركيبة البوليمر VII | استقرار القص والتكلفة | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|
| OCP (بوليمر أوليفين المشترك) | معامل تزييت (TE) مرتفع، مؤشر استقرار القص (SSI) معتدل (15–35٪)، تكلفة منخفضة | تقريبًا جميع زيوت PCMO و HDDO متعددة الدرجات |
| PMA (بولي ميثاكريلات) | استقرار جيد في القص؛ كما أنه مادة خافضة لنقطة الانسياب؛ تكلفة أعلى من OCP | سوائل ناقل الحركة الأوتوماتيكي (ATF)، زيوت التروس، زيوت المحركات الموفرة للطاقة؛ أداء ممتاز في درجات الحرارة المنخفضة |
| HSD (الستايرين ديين المهدرج) | TE عالي جدًا، واستقرار جيد ضد القص؛ بوليمر على شكل نجمة | زيوت PCMO الفاخرة وزيوت توفير الوقود |
| PIB (بولي إيزوبوتيلين) | تحسين مؤشر اللزوجة المنخفض | أساس للمواد المتعددة الوظائف من نوع Dispersant-VII؛ مثخن للشحوم |
توفر CheMost مُحسّنات مؤشر اللزوجة بما في ذلك درجات OCP وPMA لتطبيقات زيوت المحركات وزيوت التروس وزيوت ناقل الحركة الأوتوماتيكي (ATF)، بقيم SSI تتراوح بين 10 و45% حسب الدرجة.
From the labNeed this chemistry for a formulation? CheMost supplies the chemistry.Browse all productsاستقرار القص والاحتفاظ باللزوجة
في ظروف تشغيل المحرك، يمكن أن يؤدي القص الميكانيكي العالي (خاصة في مضخة الزيت ومحامل العمود الدوار ومجموعة الصمامات) إلى كسر سلاسل البوليمر بشكل دائم. وهذا يؤدي إلى انخفاض درجة لزوجة الزيت بمرور الوقت — وهي عملية تُسمى فقدان اللزوجة عند القص. قد ينخفض الزيت المصمم ليفي بمواصفات 5W-30 عند التعبئة إلى ما يعادل 5W-20 أثناء التشغيل إذا تعرض مؤشر اللزوجة (VII) لقص مفرط.
ولهذا السبب تحدد مواصفات زيوت المحركات الحديثة حدودًا دنيا لـ KV100 ليس فقط للزيت الجديد بل أيضًا بعد اختبارات القص المعيارية. على سبيل المثال، تحدد API SP حدًا أدنى لـ KV100 يبلغ 9.3 سنتستوكس بعد القص لزيت 5W-30.
بالنسبة للتطبيقات الشاقة، تتطلب معايير ACEA E6/E9 أن يظل الزيت ضمن درجة لزوجته بعد أكثر من 250 ساعة من التشغيل — مما يستلزم استخدام درجات OCP أو PMA عالية الاستقرار.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين اللزوجة KV40 وKV100 وHTHS؟
KV40 و KV100 هما اللزوجتان الحركيتان (بالوحدة cSt) المقاستان عند 40 درجة مئوية و 100 درجة مئوية على التوالي، في ظل عدم وجود قوة قص خارجية (ASTM D445). HTHS هي اللزوجة العالية في درجات الحرارة العالية والقص العالي التي تُقاس عند 150 درجة مئوية و10⁶ ثانية⁻¹ (ASTM D4683)، والتي تحاكي الظروف السائدة في محامل المحرك. تعد HTHS مؤشرًا أفضل لتوقع تآكل المحرك مقارنةً بـ KV100 وحدها، وتستخدم بشكل متزايد كهدف للمواصفات.
هل تسبب VIIs الحمأة أو الورنيش؟
يمكن أن تسهم مركبات VII القائمة على OCP في تكوين الحمأة عند درجات الحرارة المنخفضة إذا كان محتوى الإيثيلين مرتفعًا جدًّا، لأن OCP عالي الإيثيلين يمكن أن يتبلور عند درجات الحرارة المنخفضة. تم تصميم OCPs الحديثة بمحتوى إيثيلين يتراوح بين 50 و60٪ لتحقيق التوازن بين تحسين مؤشر التغير في اللزوجة (VI) والأداء في درجات الحرارة المنخفضة. تعتبر VIIs من نوع PMA بطبيعتها أكثر مقاومة لمشاكل الرواسب.
هل يمكنني إضافة مادة VII مباشرةً إلى الزيت الأساسي لتصنيع زيت متعدد الدرجات؟
من الناحية الفنية، نعم، ولكن زيت التشحيم النهائي يتطلب مجموعة كاملة من الإضافات (مضادات التآكل، المنظفات، المشتتات، مضادات الأكسدة، إلخ). إن إضافة مادة VII وحدها إلى الزيت الأساسي ينتج عنه زيت أكثر سمكًا وأكثر استقرارًا حراريًا — ولكن دون التركيب الكيميائي المطلوب للأداء وفقًا لمواصفات زيت المحرك. تعتبر مادة VII دائمًا أحد مكونات التركيبة المتوازنة.
مقالات ذات صلة
ما هو ZDDP؟ المضاف المضاد للتآكل في زيت المحرك
منظفات ومشتتات زيوت المحركات: كيف تعمل
