Pelarut Pelumas: Panduan Komprehensif

Pelumas membuat dunia terus berputar. Begitu ada sesuatu yang bergerak, pelumas harus ada untuk mengurangi gesekan atau keausan antar permukaan. Namun apa yang membuat pelumas begitu unik di industri kita? Apakah itu hanya minyak dasarnya saja?

Tidak, di sinilah kekuatannya aditif pelumas benar-benar bersinar, area yang diabaikan banyak orang. Artikel ini lebih berfokus pada pahlawan tanpa tanda jasa dalam industri, jenis-jenis yang terlibat, fungsi mereka, dan beberapa tantangan.

Mengapa Kita Membutuhkan Bahan Aditif Pelumas?

Sebelum terjun ke dunia bahan aditif, mari kita kembali ke dasar: mengapa bahan aditif dibutuhkan? Pelumas terdiri dari minyak dasar dan aditif. Tergantung pada jenis oli, rasio aditif yang berbeda akan digunakan untuk berbagai aplikasi. Selain itu, setiap OEM Pelumas akan memiliki formula unik untuk pelumasnya.

Untuk menyederhanakannya, kita bisa memikirkan untuk membuat secangkir teh. Hal pertama yang kita butuhkan adalah air panas dalam cangkir. Ini bisa menjadi minyak dasar kita. Bisa dipakai sendiri (ada yang minum air panas atau dipakai untuk keperluan lain), tapi kalau mau buat secangkir teh harus ditambah bahannya.

Tergantung pada tujuan Anda meminum teh, Anda dapat memilih rasa tertentu. Mungkin peppermint untuk meningkatkan pencernaan atau untuk membantu meningkatkan konsentrasi atau kamomil untuk membuat Anda tetap tenang.

Rasa ini dapat mewakili berbagai jenis oli: oli roda gigi, oli turbin, atau oli motor. Campuran yang berbeda cocok untuk aplikasi yang berbeda.

Sekarang, meskipun kita sudah menambahkan kantong teh ke dalam air panas (dan beberapa orang bisa minum teh seperti ini), yang lain perlu menambahkan pemanis atau susu. Ini adalah bahan tambahan pada minyak dasar (air panas).

Tergantung pada preferensi orang yang meminum teh, jumlah pemanis yang bervariasi (madu, stevia, atau gula) dan jumlah susu yang bervariasi (biasa, rendah lemak, oat, bebas susu). Kombinasinya tidak terbatas!

Hal yang sama juga berlaku untuk bahan aditif pada pelumas jadi. Tergantung pada jenis oli (perasa teh, oli roda gigi, atau oli turbin) dan aplikasinya (orang yang meminum teh, dengan preferensi diet bebas susu atau bebas gula), kombinasi aditif pelumas dan rasionya akan berbeda. Persentase aditif dapat bervariasi dari 0,001 hingga 30% berdasarkan jenis oli.

Pelumas yang sudah jadi akan memiliki sifat dari gabungan minyak dasar dan aditif. Mari kita telusuri lebih jauh bagaimana zat aditif ini berfungsi dan karakteristiknya.

Jenis Aditif Pelumas

Ada banyak jenis aditif pelumas, dan berbagai formulasi tersedia dari pemasok berbeda. Pada bagian ini, kami akan membahas aditif yang paling umum ditemukan pada pelumas jadi.

Depresan Titik Tuang

Semua cairan mempunyai suhu tertentu yang dapat mengalir secara efektif. Viskositas cairan dan suhu saat ini menentukan seberapa cepat cairan bergerak. Sesuai dengan namanya, depresan titik tuang dapat membantu menurunkan suhu aliran pelumas1.

Peningkat Indeks Viskositas

Peningkat Indeks Viskositas are also known as Viscosity Modifiers2. They assist the lubricant in increasing its viscosity at higher temperatures, allowing lubricants to operate in wider temperature ranges.

Pengubah Gesekan

Ketika dua permukaan saling bergesekan, maka akan terjadi gesekan. Tergantung pada jenis dan tingkat gesekan, beberapa permukaan dapat mengalami pengelasan dan bahkan keausan perekat. Di sinilah pengubah gesekan dapat membantu dengan mengurangi gaya gesekan yang terkait dengan osilasi dan kebisingan stick-slip.

Penghilang busa (Antibusa)

Beberapa pelumas menghasilkan busa di sistemnya. Busa yang terbentuk akan berdampak signifikan terhadap fungsi pelumas dan dapat menyebabkan keausan berlebihan karena kurangnya pelumasan (mengganggu permukaan pelumas), kavitasi (akibat adanya gelembung udara), dan bahkan peningkatan oksidasi (akibat adanya udara yang terperangkap di dalam sistem). Busa juga dapat mempengaruhi kemampuan suatu cairan untuk memindahkan panas atau dingin. Bahan pencegah busa atau aditif antibusa mengurangi jumlah busa yang dihasilkan.

Inhibitor Oksidasi (Antioksidan)

Oksidasi terjadi di sebagian besar pelumas. Selama proses oksidasi, radikal bebas muncul, berkembang biak membentuk alkil atau radikal peroksi dan hidroperoksida, yang akhirnya bereaksi dengan radikal lain membentuk produk sampingan oksidasi. Selama fase propagasi, antioksidan biasanya digunakan untuk menetralisir radikal bebas atau menguraikan hidroperoksida3. Dengan demikian, aditif ini bersifat pengorbanan, karena mereka melindungi minyak dasar dari oksidasi dengan cara terkuras.

Ada banyak jenis antioksidan, termasuk senyawa fenolik dan nitrogen aromatik, fenol terhambat, amina aromatik, seng ditiofosfat, dan beberapa lainnya.

Inhibitor Karat dan Korosi

Jika terdapat oksigen dan air pada lokasi yang mengandung besi, maka karat dapat terbentuk. Korosi mempengaruhi logam non-ferrous dengan adanya asam dalam pelumas1. Sebagian besar peralatan mudah berkarat dan terkorosi, sehingga inhibitor ini dikembangkan untuk mengurangi efek ini dengan membentuk lapisan pelindung pada permukaan peralatan.

Deterjen dan Dispersan

Deterjen dan dispersan sering kali membingungkan karena biasanya bekerja sama untuk mencegah penumpukan endapan di dalam minyak. Deterjen menetralkan prekursor endapan (terutama pada oli mesin), sedangkan dispersan menangguhkan potensi bahan pembentuk lumpur atau pernis4.

Aditif Anti Aus

Aditif anti aus mengurangi gesekan dan keausan, terutama pada kondisi pelumasan batas. Mereka dirancang untuk mengurangi keausan ketika sistem terkena tekanan sedang2.

Aditif Tekanan Ekstrim

Aditif Tekanan Ekstrim biasanya disalahartikan dengan aditif anti aus, atau namanya digunakan secara bergantian. Namun, aditif tekanan ekstrim mulai bekerja ketika sistem mengalami tegangan tinggi dan berusaha mencegah pengelasan bagian yang bergerak, tidak seperti aditif anti aus, yang bekerja ketika sistem mengalami tegangan sedang.

Bagaimana Cara Kerja Aditif Pelumas?

Setiap aditif bekerja secara berbeda untuk menghasilkan fungsinya pada minyak dasar dan pelumas jadi secara keseluruhan. Bagian ini akan mengeksplorasi cara kerja masing-masing aditif pelumas dan beberapa tantangan yang mungkin mereka alami.

Depresan Titik Tuang

Seperti disebutkan di atas, penekan titik tuang membantu mengontrol aliran pelumas. Hal ini dicapai dengan memodifikasi kristal lilin yang ada dalam minyak dasar pelumas. Pada suhu yang lebih rendah, cairan biasanya sulit dituangkan karena adanya molekul lilin pada minyak dasar1.

Ada dua jenis utama depresan titik tuang, yaitu;

• Polimer alkilaromatik menyerap kristal lilin saat terbentuk, sehingga mencegahnya tumbuh dan menempel satu sama lain. Ini secara efektif mengontrol proses kristalisasi dan memastikan pelumas dapat dituangkan.
• Polimetakrilat mengkristal bersama dengan lilin untuk mencegah pertumbuhan kristal.

Meskipun bahan tambahan ini tidak sepenuhnya mencegah pertumbuhan kristal lilin, bahan tambahan ini menurunkan suhu pembentukan struktur kaku ini. Aditif ini dapat mencapai penurunan titik tuang hingga 28°C (50°F); namun, kisaran umum biasanya antara 11-17°C (20-30°F).

Ambang batas kelarutan dapat membatasi penggunaan aditif jenis ini untuk mencapai efek yang diinginkan pada minyak dasar.

Peningkat Indeks Viskositas

Aditif ini biasanya berupa polimer rantai panjang dengan berat molekul tinggi yang mengubah konfigurasinya dalam pelumas berdasarkan suhu4. Ketika pelumas berada di lingkungan yang dingin, polimer ini berbentuk melingkar untuk meminimalkan efek pada viskositas. Sebaliknya, di lingkungan yang panas, minyak akan menjadi lurus sehingga minyak menghasilkan efek mengental.

Meskipun lebih diinginkan untuk menggunakan polimer dengan berat molekul tinggi (karena memberikan efek pengentalan yang lebih baik), molekul rantai panjang ini juga dapat mengalami degradasi akibat geser mekanis. Oleh karena itu, keseimbangan harus dicapai antara berat molekul dan kondisi layanan stabil geser.

Tantangan lain bagi para formulator adalah menyeimbangkan kecenderungan polimer untuk mengalami geseran dengan perkiraan pengentalan viskositas akibat proses oksidatif dan penurunan viskositas akibat pengenceran bahan bakar1.

Pengubah Gesekan

Ini biasanya bersaing dengan aditif anti aus dan tekanan ekstrim (dan senyawa polar lainnya) untuk ruang permukaan. Namun, zat tersebut menjadi aktif pada suhu ketika aditif AW dan EP belum aktif. Dengan demikian, mereka membentuk lapisan mono-molekul tipis dari produk larut polar yang teradsorpsi secara fisik atau lapisan karbon pengurang gesekan tribokimia, yang menunjukkan perilaku gesekan lebih rendah dibandingkan aditif AW dan EP2.

Ada berbagai kelompok pengubah gesekan berdasarkan fungsinya. Beberapa di antaranya adalah FM yang bekerja secara mekanis (senyawa pelumas padat, misalnya Molibdenum disulfida, grafit, PTFE, dll.), lapisan adsorpsi yang membentuk FM (misalnya, ester asam lemak, dll.), lapisan reaksi tribokimia yang membentuk FM, polimer gesekan yang membentuk FM, dan senyawa organologam.

Penghilang busa (Antibusa)

Ketika busa terbentuk di dalam pelumas, gelembung-gelembung udara kecil terperangkap di permukaan atau di dalam (disebut busa bagian dalam). Pencegah busa bekerja dengan cara mengadsorpsi gelembung busa dan mempengaruhi tegangan permukaan gelembung. Hal ini menyebabkan penggabungan dan memecahkan gelembung pada permukaan pelumas1.

Untuk busa yang terbentuk di permukaan, yang disebut busa permukaan, digunakan bahan penghilang busa dengan tegangan permukaan yang lebih rendah. Bahan ini biasanya tidak larut dalam minyak dasar dan harus didispersikan secara halus agar cukup stabil bahkan setelah penyimpanan atau penggunaan jangka panjang.

Sebaliknya, busa bagian dalam, yang merupakan gelembung udara yang terdispersi halus dalam pelumas, dapat membentuk dispersi yang stabil. Pencegah busa pada umumnya dirancang untuk mengontrol busa permukaan tetapi menstabilkan busa bagian dalam2.

Inhibitor Oksidasi

Seperti disebutkan di atas, antioksidan biasanya digunakan selama fase propagasi untuk menetralkan radikal bebas atau menguraikan hidroperoksida3. Ada dua bentuk utama antioksidan: antioksidan primer dan sekunder.

Antioksidan primer, juga dikenal sebagai pemulung radikal, menghilangkan radikal dari minyak. Jenis yang paling umum adalah amina dan fenol.

Antioksidan sekunder dirancang untuk menghilangkan peroksida dan membentuk produk non-reaktif dalam pelumas. Beberapa contohnya termasuk seng ditiofosfat (ZDDP) dan fenol tersulfurisasi.

Sistem antioksidan campuran juga ada dimana dua antioksidan memiliki hubungan sinergis. Salah satu contohnya adalah hubungan antara fenol dan amina, dimana fenol terkuras lebih awal selama oksidasi sedangkan amina terkuras kemudian. Contoh lainnya adalah penggunaan antioksidan primer dan sekunder untuk menghilangkan radikal dan hidroperoksida.

Inhibitor Karat dan Korosi

Inhibitor Karat dan Korosi biasanya berupa rantai alkil panjang dan gugus polar yang dapat teradsorpsi pada permukaan logam dalam formasi lapisan hidrofobik yang padat.

Namun, ini adalah aditif aktif permukaan, dan dengan demikian, ia bersaing dengan aditif aktif permukaan lainnya (seperti aditif anti aus atau tekanan ekstrim) untuk permukaan logam. Ada dua kelompok utama aditif korosi: aditif anti karat (untuk melindungi logam besi) dan pasif logam (untuk logam non-besi2).

Inhibitor Rus memiliki daya tarik polar yang tinggi terhadap permukaan logam. Mereka membentuk film yang kuat dan berkesinambungan yang mencegah air mencapai permukaan logam. Perlu juga dicatat bahwa kontaminan dapat menimbulkan korosi pada minyak, seperti halnya asam organik yang dihasilkan.

Deterjen dan Dispersan

Deterjen adalah molekul polar yang menghilangkan zat dari permukaan logam, mirip dengan tindakan pembersihan. Namun, beberapa deterjen juga memberikan sifat antioksidan. Sifat deterjen sangat penting karena deterjen yang mengandung logam menghasilkan abu (biasanya kalsium, litium, kalium, dan natrium)1.

Di sisi lain, dispersan juga bersifat polar, dan menjaga kontaminan serta komponen minyak yang tidak larut tersuspensi dalam pelumas. Mereka meminimalkan aglomerasi partikel, yang pada gilirannya menjaga viskositas minyak (dibandingkan dengan penggabungan partikel, yang menyebabkan pengentalan). Berbeda dengan deterjen, dispersan dianggap tidak mengandung abu. Mereka biasanya bekerja pada suhu pengoperasian rendah.

Aditif Anti Aus

Ini biasanya bersifat polar dengan molekul rantai panjang yang teradsorpsi ke permukaan logam untuk membentuk lapisan pelindung. Hal ini dapat mengurangi gesekan dan keausan pada kondisi geser ringan. Biasanya, zat aditif ini terbentuk dari ester, minyak lemak, atau asam, yang hanya dapat bekerja pada tingkat tekanan rendah atau sedang di dalam sistem.

Bentuk anti aus yang paling umum adalah ZDDP, yang digunakan pada oli mesin atau hidrolik. Di sisi lain, jenis anti-aus fosfor tanpa abu juga tersedia untuk sistem yang memerlukan karakteristik tersebut, dan tricreysl fosfat adalah pilihan yang umum.

Aditif Tekanan Ekstrim

Karena aditif bertekanan ekstrim hanya menjadi aktif ketika suhu lebih tinggi atau beban lebih berat pada sistem, maka aditif tersebut diberi nama “Aditif anti lecet”.

Tidak seperti aditif anti aus, aditif bertekanan ekstrim bereaksi secara kimia dengan permukaan logam geser untuk membentuk lapisan permukaan yang relatif tidak larut. Reaksi ini hanya terjadi pada suhu yang lebih tinggi, kadang-kadang antara 180-1000°C, tergantung pada jenis aditif EP yang digunakan1.

Perlu dicatat bahwa meskipun terdapat aditif EP dalam pelumas, masih akan terjadi keausan selama periode pembobolan karena aditif tersebut belum membentuk lapisan pelindung pada permukaannya.

Aditif EP juga harus dirancang untuk sistem yang dilindunginya karena logam yang berbeda memiliki reaktivitas yang berbeda-beda (aditif EP yang dirancang untuk sistem baja-pada-baja mungkin tidak sesuai untuk sistem perunggu karena tidak reaktif dengan perunggu).

Aditif EP juga berkontribusi dalam memoles permukaan geser karena permukaan tersebut mengalami reaksi kimia paling signifikan ketika asperitas bersentuhan dan suhu lokal berada pada titik tertinggi. Bahan-bahan tersebut cenderung dibuat dari senyawa yang mengandung belerang, fosfor, borat, klorin, atau logam lainnya4.

Apakah Bahan Aditif Pelumas Menurun Seiring Waktu?

Seperti disebutkan sebelumnya, sebagian besar bahan aditif dapat habis seiring berjalannya waktu karena sudah habis digunakan dalam berbagai fungsinya. Aditif anti aus dan pelindung karat terus-menerus melapisi permukaan logam antarmuka.

Hal ini dapat menyebabkan konsentrasi awalnya menurun seiring waktu hingga mencapai titik di mana konsentrasi aditif terlalu rendah untuk memberikan perlindungan apa pun. Dalam hal ini, bukannya terdegradasi melainkan terkuras.

Pada tahun-tahun sebelumnya, sering terjadi masalah pemisahan aditif dari pelumas jadi akibat filtrasi. Namun, seiring dengan evolusi teknologi dan praktik yang lebih baik, hal ini tidak lagi menjadi masalah umum yang dihadapi operator.

Di masa lalu, operator akan sering melihat adanya penyumbatan pada filter mereka dan penurunan konsentrasi aditif, sehingga oli tidak terlindungi. Merupakan hal yang umum untuk melihat bahan aditif mengendap di dasar drum minyak setelah didiamkan selama beberapa waktu.

Intinya, bahan tambahan pelumas tidak terlalu rusak seiring berjalannya waktu; sebaliknya, konsentrasinya akan berkurang, sehingga membantu pelumas terdegradasi lebih cepat dibandingkan pelumas jadi dengan konsentrasi aditif yang lebih tinggi.

Inovasi dan Tren Masa Depan untuk Bahan Aditif

Seperti apa masa depan bahan aditif dalam industri kita? Apakah mereka akan hilang sepenuhnya?

Dari perkiraan saya, kita masih jauh dari hal itu terjadi. Industri pelumas telah berkembang selama bertahun-tahun, dengan banyak kemajuan dari sisi kimia, yang telah mengembangkan aditif yang lebih sesuai, dan sisi OEM, yang telah mendorong para ahli kimia untuk mengembangkan aditif pelumas yang dapat beradaptasi dengan perubahan peralatan.

OEM menciptakan lebih banyak komponen yang dapat menahan suhu lebih tinggi, peningkatan tekanan, dan lingkungan yang lebih menuntut. Pelumas juga harus dikembangkan untuk penggunaan khusus ini, dan teknologi aditif akan terus berkembang seiring dengan kemajuan batasan ini.

Kita juga didorong untuk menggunakan produk-produk yang lebih ramah lingkungan, dan zat aditif juga termasuk dalam daftar tersebut. Sebagian besar logam yang digunakan dalam produksi bahan tambahan (seperti bahan tambahan EP atau AW) beracun bagi lingkungan, dan alternatif lain sedang ditemukan.

Di bidang tribologi, penelitian lanjutan juga dilakukan mengenai cara mengurangi gesekan dan keausan. Hal ini dipadukan dengan penelitian mengenai interaksi berbagai permukaan dan cara pelumas dapat secara efektif mengurangi koefisien gesekan, sehingga dalam beberapa kasus dapat meningkatkan efisiensi energi dan efisiensi bahan bakar.

Aditif pelumas akan ada untuk beberapa waktu karena segala sesuatu yang bergerak perlu dilumasi, dan oli dasar tidak memiliki semua sifat yang diperlukan untuk menangani berbagai suhu dan kondisi lain yang dihadapi mesin.

Meskipun strukturnya akan berubah untuk beradaptasi guna memberikan dampak yang lebih ramah lingkungan, fungsinya juga akan berkembang berdasarkan kebutuhan di masa depan.

Cara Memilih Oli Transmisi dan Drive Train untuk Kendaraan Anda

Tidak ada komentar

Cara Memilih Oli Transmisi dan Drive Train untuk Kendaraan Anda Discover More When it comes to keeping your vehicle running smoothly and efficiently, selecting the right transmission and drivetrain oil is paramount. These oils play critical roles in reducing wear and tear, optimizing performance, and extending the lifespan of your vehicle. However, with the variety of options available on the market, choosing the most suitable product can be challenging. This guide will help you navigate the complexities of selecting

Baca selengkapnya »

Keunggulan Petrokimia Rumanza di UEA: Mendorong Inovasi

Tidak ada komentar

Petrokimia Rumanza di UEA: Mendorong Inovasi Temukan Lebih Banyak Uni Emirat Arab (UEA), pusat inovasi dan kemajuan industri, selalu menjadi yang terdepan dalam kemajuan teknologi petrokimia. Salah satu kontributor utama kemajuan ini adalah Rumanza Petrochemicals, sebuah perusahaan yang secara konsisten mendorong batas-batas keunggulan. Dengan beragam portofolio produk petrokimia berkualitas tinggi, termasuk benzena, bitumen, solar, bahan bakar minyak, minyak tungku, bensin, minyak tanah, gas alam cair (LNG), gas minyak cair (LPG), minyak pengolahan karet, toluena,

Baca selengkapnya »

Panduan Jenis Baterai dan Kegunaannya pada Otomotif

Tidak ada komentar

Panduan Jenis Baterai dan Kegunaannya pada Otomotif Discover More Batteries play a pivotal role in the operation of vehicles, powering everything from the engine’s ignition to high-tech systems in modern cars. With advancements in technology, the range of automotive batteries has diversified, making it crucial for vehicle owners to understand their options. This guide explores different battery types, their applications, and maintenance practices to help you make informed decisions. Introduction to Automotive Batteries Automotive batteries are the heart

Baca selengkapnya »

Panduan Memilih Oli Mesin Otomotif untuk Kendaraan

Tidak ada komentar

Panduan Memilih Oli Mesin Otomotif untuk Kendaraan Discover More Selecting the right engine oil is crucial for ensuring the longevity and performance of your vehicle. With various types of engine oils available in the market, each tailored to specific engine types and driving conditions, understanding what suits your vehicle can seem challenging. This comprehensive guide will help you navigate through the maze of automotive engine oils and make an informed decision. Ensuring the health and longevity of your vehicle

Baca selengkapnya »