يُعد ZDDP — ثنائي ألكيل ثيوفوسفات الزنك — أحد أهم الإضافات متعددة الوظائف في زيوت المحركات. فهو يوفر الحماية ضد التآكل، ونشاطًا مضادًا للأكسدة، وأداءً معتدلًا تحت الضغط الشديد، كل ذلك في جزيء واحد. على الرغم من مرور أكثر من 80 عامًا على اكتشافها، لا تزال ZDDP هي المادة المضافة المضادة للتآكل السائدة في تركيبات زيوت محركات البنزين والديزل في جميع أنحاء العالم.
ما الذي يرمز إليه ZDDP؟
ZDDP هي اختصار لـ ثنائي ألكيل ثيوفوسفات الزنك. يتم تصنيعها عن طريق تفاعل خماسي كبريتيد الفوسفور (P₂S₅) مع كحول (أولي أو ثانوي)، ثم تحييدها بأكسيد الزنك. والنتيجة هي مركب عضوي من الزنك بالصيغة Zn[(RO)₂PS₂]₂، حيث R هي مجموعة ألكيل مشتقة من الكحول المستخدم.
توفر مركبات ZDDP ذات الألكيل الأولي (المشتقة من الكحولات الأولية مثل n-بوتانول) استقرارًا حراريًا أفضل. أما مضافات ZDDP ذات الألكيل الثانوي (المشتقة من كحولات ثانوية مثل 2-بوتانول) فهي أكثر تفاعلية عند درجات حرارة منخفضة، مما يوفر حماية أفضل أثناء التشغيل على البارد وفي ظروف الأحمال الخفيفة. وتستخدم معظم زيوت المحركات التجارية مزيجًا من كلا النوعين.
على الرغم من مرور أكثر من 80 عامًا على ظهوره، لا يزال ZDDP المضافات المضادة للتآكل السائدة في زيوت محركات البنزين والديزل في جميع أنحاء العالم — ولا يوجد بديل واحد يحل محل أدائه المضاد للتآكل والمضاد للأكسدة في جزيء واحد.
"—كيف يحمي ZDDP الأسطح المعدنية للمحرك
يعمل ZDDP من خلال تفاعل كيميائي احتكاكي. تحت تأثير الحرارة والضغط الناتجين عن التلامس المعدني الانزلاقي (فصوص الكامة، والرافعات، وحلقات المكبس)، يتحلل ZDDP ويشكل طبقة احتكاكية زجاجية — عادةً ما تكون مزيجًا من بولي فوسفات الزنك وكبريتيد الحديد — على السطح المعدني. هذه الطبقة:
- قابل للتضحية: ينقطع قبل أن ينقطع المعدن
- ذاتي التجدد: مع تآكل الطبقة، يتفاعل ZDDP الجديد الموجود في الزيت لتجديدها
- مضاد للأكسدة: تعمل مجموعة ثنائي ثيوفوسفات على إزالة جذور البيروكسي التي من شأنها أن تؤدي إلى تدهور الزيت الأساسي
يتراوح سمك طبقة الاحتكاك عادةً بين 50 و200 نانومتر، ويمكنها تقليل التآكل بمقدار عشرة أضعاف مقارنةً بالزيت الأساسي وحده.
نظرًا لأن الطبقة التآكلية هي طبقة تضحية وتجدد ذاتيًا، فإن الحماية المضادة للتآكل تعتمد على رصيد مادة ZDDP المتبقي في الزيت — وليس فقط معدل الإضافة الجديدة. فالزيت الذي تعرض للتأكسد أو الانزلاق يمكن أن يفقد قدرته على تكوين الطبقة التآكلية قبل أن تنخفض لزوجته.
تركيز ZDDP وحدود الفوسفور
تحدد مواصفات زيوت المحركات الحديثة سقفًا لمحتوى الفوسفور لحماية المحولات الحفازة. تحدد مواصفة ILSAC GF-6A الفوسفور بنسبة 0.08٪ بالوزن (800 جزء في المليون). ونظرًا لأن كل جزيء من جزيئات ZDDP يحتوي على حوالي 8–9% من الفوسفور من حيث الكتلة، فإن هذا يحدد معدلات المعالجة بنحو 0.9–1.0% من ZDDP في الزيت النهائي.
يحدد معيار ILSAC GF-6A الحد الأقصى للفوسفور بـ 800 جزء في المليون، ويحتوي ZDDP على حوالي 8–9% من الفوسفور من حيث الكتلة، لذا يضع المعيار سقفًا صارمًا للكمية التي يمكن إضافتها:
الحد الأقصى لـ ZDDP ≈ 0.080 ÷ 0.085 = ≈ 0.94٪ بالوزن من ZDDP في الزيت النهائي
بالنسبة لزيوت محركات الديزل (API CK-4)، يبلغ الحد الأقصى للفوسفور 1,200 جزء في المليون، مما يسمح بمستويات ZDDP أعلى قليلاً. كانت الزيوت القديمة من عصر API SF/SG تحتوي على ما يصل إلى 1,500 جزء في المليون من الفوسفور — وهو معدل أعلى بكثير من زيوت محركات سيارات الركاب الحالية.
يتم تصنيع إضافات «التشغيل الأولي» عالية الزنك وزيوت الدراجات النارية (التي تفتقر إلى المحولات الحفازة) بمستويات مرتفعة من ZDDP لتوفير أقصى حماية للكامات والحلقات.
- "أنظمة
- "API
البدائل والتركيبات منخفضة SAPS
عندما يتعين تقليل ZDDP إلى الحد الأدنى — مثل زيوت API SP Resource Conserving أو زيوت سلسلة ACEA C — يقوم صانعو التركيبات بإضافة:
- ثنائي ثيوكربامات الموليبدينوم (MoDTC) — مُعدِّل احتكاك ذو نشاط خفيف مضاد للتآكل
- مركبات البورون العضوية
- ثنائي ثيوفوسفات خالٍ من الرماد (لا يحتوي على الزنك، لكن أداءه المضاد للأكسدة أقل)
- إسترات الفوسفات والبولي فوسفات
لا يحل أي من هذه المضافات محل الأداء المركب لمضاد التآكل ومضاد الأكسدة الذي يوفره ZDDP بشكل كامل، ولهذا السبب يظل ZDDP هو التكنولوجيا السائدة لمضادات التآكل على الرغم من عقود من البحث عن بدائل.
توفر شركة CheMost مجموعة من إضافات ZDDP المضادة للتآكل، بما في ذلك درجات الألكيل الأولية والثانوية والأنواع المختلطة لاستخدامات زيوت المحركات وزيوت التروس ومواد التشحيم الصناعية.
الأسئلة الشائعة
هل يتسبب ZDDP في تلف المحولات الحفازة؟
نعم — يترسب الفوسفور الموجود في مادة ZDDP على سطح محفزات البلاتين والبلاديوم، مما يقلل تدريجيًا من فعاليتها. ولهذا السبب تحدد المواصفات الحديثة لـ ILSAC و ACEA C-sequence الحد الأقصى لمحتوى الفوسفور بما يتراوح بين 600 و 800 جزء في المليون. ويؤدي استخدام مواصفات الزيت الصحيحة لسيارتك إلى حماية كل من المحرك ونظام العادم.
هل مادة ZDDP هي نفسها فوسفات الزنك؟
لا. فوسفات الزنك هو مانع تآكل غير عضوي يُستخدم في الدهانات والطلاءات. أما ZDDP فهو مركب عضوي معدني يحتوي على كل من الزنك والكبريت في تركيبته. ويختلف الاثنان في التركيب الكيميائي والتطبيقات.
هل يمكنني إضافة ZDDP إلى زيت محرك سيارتي؟
تُباع إضافات ZDDP في سوق قطع الغيار للمحركات القديمة (أعمدة الكامات ذات الصمامات المسطحة التي تعود إلى ما قبل عام 1989) التي تعمل خارج حدود الفوسفور الحديثة. أما بالنسبة للمحركات الحديثة المزودة بمحولات حفازة، فلا يُنصح بإضافة ZDDP إضافي، وقد يؤدي ذلك إلى إبطال ضمانات المحرك.
مقالات ذات صلة
منظفات ومشتتات زيوت المحركات: كيف تعمل
كيف تعمل مُحسّنات مؤشر اللزوجة في زيت المحركات
