Viskositas minyak pelumas menurun seiring dengan kenaikan suhu, danIndeks Viskositas (VI)merupakan indikator untuk mengukur tingkat perubahan viskositas terhadap suhu. Semakin tinggi VI suatu oli, semakin kecil derajat perubahan viskositasnya terhadap temperatur. Umumnya indeks kekentalan oli mineral (basis parafin) biasanya 96-120, untuk menyiapkan Oli Mesin Pembakaran Internal Multigrade (mesin ICE atau IC) dengan Karakteristik Viskositas – suhu yang sangat baik dan Pelumas Industri Indeks Viskositas tinggi lainnya, diperlukan untuk menambahkan Viscosity Index Improver (VII) atau menggunakan base oil sintetik.

Viscosity Index Improvers VII in Lubricant

Nama Aditif Kontrol Viskositas- Bagaimana Orang Menyebut Bahan Kimia Ini

Aditif pengatur viskositas juga dikenal dengan beberapa nama lain, antara lain:

Pengubah Viskositas (VM)
Peningkat Indeks Viskositas (VII)
Peningkat Viskositas
Agen Penebalan
Bahan Aditif Pengental
Stabilisator Viskositas
Peningkat Viskositas

Istilah-istilah ini sering digunakan secara bergantian untuk merujuk pada aditif yang membantu mengontrol viskositas pelumas dalam kondisi pengoperasian yang berbeda.

Sejarah Utama Peningkatan Viskositas

Sebelumnya pada tahun 1930-an, Senyawa Molekuler Tinggi digunakan untuk oli hidrolik dan oli roda gigi meriam untuk meningkatkan kinerja suhu viskositas.
Poliisobutilena (PIB)adalah salah satu dari VII pertama yang dikembangkan. Pada tahun 1930-an, para peneliti di Standard Oil Company (sekarang ExxonMobil) mengembangkan proses untuk menghasilkan PIB dengan berat molekul tinggi, yang memiliki sifat peningkat VI yang lebih baik.
Polimetakrilat, (PMA)pertama kali dikembangkan pada tahun 1950an sebagai pengganti karet sintetis. Pada tahun 1970an, para peneliti mulai menyelidiki penggunaan PMA sebagai VII dalam pelumas. Mereka menemukan bahwa PMA memiliki stabilitas geser yang sangat baik, kinerja suhu rendah yang baik, dan ketahanan terhadap oksidasi.
Kopolimer Etilen Propilena (EPC)atauKopolimer Olefin (OCP)pertama kali dikembangkan pada tahun 1960an sebagai pengganti poliisobutilena (PIB), yang merupakan produk VII yang dominan pada saat itu. OCP adalah kopolimer alfa-olefin dan monomer lain, seperti etilen dan propilena. Pada tahun 1970-an dan 1980-an, OCP digunakan secara luas dalam produksi oli mesin dan pelumas lainnya. Mereka sangat populer di Amerika Utara, di mana mereka digunakan untuk meningkatkan kinerja suhu rendah.
Abad ke 20 70an: Shell Chemical berkembangPolimer stirena-isoprena, yang dikenal dengan stabilitas gesernya yang baik dan kinerja suhu rendah, membuatnya banyak digunakan dalam peningkat indeks viskositas oli mesin otomotif.

Senyawa polimer ini disebut Aditif Penebalan, atau Peningkat Indeks Viskositas.

misalnya Penambahan PMA pada minyak mineral dapat secara efektif meningkatkan viskositasnya, terutama pada suhu tinggi. Senyawa ini biasa disebut sebagai Viscosity Improver karena kemampuannya mempengaruhi Kinerja Viskositas-Suhu minyak. Secara khusus, ini meningkatkan indeks viskositas oli, itulah sebabnya ia juga dikenal sebagai Peningkat Indeks Viskositas.

Pangsa pasar Peningkat Indeks Viskositas sedang meningkat karena pesatnya perkembangan pelumas multi-grade. Oli motor multigrade memerlukan indeks viskositas yang lebih baik untuk mempertahankan kinerjanya pada rentang temperatur yang luas. Hasilnya, Peningkat Indeks Viskositas menjadi hal yang penting dalam industri pelumasan. Menurut statistik, VII ini menyumbang sekitar 22,5% dari total konsumsi bahan tambahan pelumas.

Mengapa Peningkat Indeks Viskositas Sangat Penting? - Nilai Indeks Viskositas Peningkat (VII) Pada Pelumas.

Meningkatkan Kinerja Viskositas-suhu Pelumas

Salah satu alasan utama mengapa Viscosity Index Improvers (VII) Aditif yang sangat dihargai adalah meningkatkan kinerja viskositas-temperatur pelumas. Pelumas dengan aditif VII, seperti oli mesin, oli roda gigi, dan oli hidrolik, dipamerkankinerja suhu rendah yang baik dan pelumasan suhu tinggi, yang penting untuk memastikan kelancaran pengoperasian dan perlindungan mesin. Selain itu, pelumas dengan aditif VII bisamemenuhi persyaratan berbagai tingkat viskositas, menjadikannya serbaguna dan cocok untuk digunakan dalam berbagai aplikasi dan kondisi sepanjang tahun.

Kurangi Konsumsi Energi, Minimalkan keausan, dan Kurangi Gesekan pada Mesin

Peningkat indeks viskositas memainkan peran penting dalam mengurangi konsumsi energi, meminimalkan keausan, dan menurunkan gesekan pada mesin. Dibandingkan dengan pelumas tingkat tunggal, pelumas multi tingkat yang diformulasikan dengan peningkat indeks viskositas mengkonsumsi lebih sedikit pelumas dan bahan bakar minyak, sehingga mengurangi keausan mekanis secara signifikan. Pelumas multigrade memiliki kinerja suhu viskositas yang lebih halus, dengan variasi viskositas yang lebih kecil terhadap perubahan suhu dibandingkan pelumas grade tunggal. Hal ini memastikan pelumasan yang memadai pada komponen bergerak pada suhu tinggi, sehingga mengurangi keausan. Pada temperatur rendah, pelumas multi-grade memiliki viskositas yang lebih rendah dibandingkan oli single-grade, sehingga memudahkan menghidupkan mesin dan menghemat energi. Dibandingkan dengan oli kelas tunggal dengan tingkat kekentalan yang sama, seperti SAE 10W/30 versus SAE 30, oli kelas ganda dapat menghemat konsumsi bahan bakar hingga 2% hingga 3%.

Sederhanakan Produk Pelumas

Peningkatan Indeks Viskositas memainkan peran penting dalam menyederhanakan produk pelumas. Misalnya, pelumas traktor universal dapat berfungsi sebagai oli mesin, oli roda gigi, cairan transmisi, dan oli rem sekaligus, berkat penggunaan peningkat indeks viskositas. Hal ini menyederhanakan inventaris produk pelumas yang dibutuhkan, mengurangi biaya yang terkait dengan penyimpanan dan pengelolaan beberapa pelumas. Selain itu, penggunaan pelumas universal dapat mengurangi kebingungan dan kesalahan dalam pemilihan dan penerapan pelumas, yang pada akhirnya berkontribusi terhadap peningkatan kinerja dan keandalan peralatan. Kemampuan untuk menyederhanakan produk Pelumas melalui penggunaan peningkat indeks viskositas telah menjadikannya komponen yang berharga dalam industri pelumas.

Meningkatkan produksi minyak pelumas dengan viskositas tinggi

Karena terbatasnya ketersediaan sumber daya minyak dasar dengan viskositas tinggi, peningkat indeks viskositas telah menjadi bahan penting dalam minyak pelumas. Dengan menambahkan peningkat indeks viskositas pada oli dasar dengan viskositas rendah, oli yang dihasilkan dapat menggantikan oli dasar dengan viskositas tinggi, sehingga meningkatkan produksi oli pelumas dengan viskositas tinggi dan menjadikan penggunaan sumber daya lebih rasional.

Dalam oli mesin, peningkat indeks viskositas sangat penting dalam menciptakan oli mesin multigrade yang tidak terlalu bergantung pada suhu. Faktanya, peningkat indeks viskositas adalah komponen penting oli mesin menurut spesifikasi oli mesin mobil penumpang ILSAC GF-5. Oli mesin multigrade yang diformulasikan dengan peningkat indeks viskositas dapat mempertahankan viskositas pada temperatur tinggi dan kondisi geser tinggi sekaligus memastikan oli pelumas dapat dipompa pada temperatur rendah.

Dalam cairan powertrain seperti oli roda gigi dan cairan transmisi otomatis, peningkat indeks viskositas berfungsi untuk meminimalkan perubahan viskositas pada rentang suhu pengoperasian seluas mungkin sambil menjaga stabilitas geser yang baik. Peningkat indeks viskositas yang paling umum digunakan adalah pada oli mesin multi-grade, yang mencakup sekitar 60% dari seluruh oli pelumas. Jumlah peningkat indeks viskositas yang digunakan pada oli mesin bisa mencapai 15% (fraksi massa). Di antara berbagai jenis aditif, peningkat indeks viskositas digunakan dalam jumlah terbesar, terhitung sekitar 23% dari seluruh penjualan aditif.

Saat ini, oli pelumas hemat energi dengan penghematan bahan bakar yang lebih baik adalah oli mesin multigrade yang dipadukan dari oli dasar dengan viskositas rendah dengan pengubah gesekan, peningkat indeks viskositas, dan penekan titik tuang. Peningkat indeks viskositas dapat mengurangi kehilangan gesekan pada zona pelumasan campuran dan hidrodinamik, sedangkan pengubah gesekan dapat mengurangi kehilangan gesekan pada zona pelumasan batas dan campuran. Dengan formulasi yang tepat, peningkat indeks viskositas dan pengubah gesekan dapat bekerja sama untuk mengurangi gesekan dan meningkatkan efisiensi energi minyak pelumas.

Kinerja Peningkat Indeks Viskositas

1. Stabilitas Geser

Stabilitas Geser adalah kemampuan polimer untuk menahan tegangan geser, yang merupakan kinerja penting dalam peningkat indeks viskositas. Ketika peningkat indeks viskositas memiliki stabilitas geser yang buruk, rantai utama polimer akan putus akibat aksi tegangan geser, yang menyebabkan penurunan viskositas. Akibatnya, minyak pelumas yang dicampur tidak dapat mempertahankan tingkat kekentalan aslinya, yang menyebabkan peningkatan keausan dan konsumsi bahan bakar. Untuk lebih lanjut, silakan klikPeningkatan Stabilitas Geser & Indeks Viskositas pada Pelumas.

2. Kemampuan Penebalan

Kemampuan Penebalan adalah kinerja yang sangat penting dari peningkat indeks viskositas. Semakin besar kemampuan pengentalan peningkat indeks viskositas, semakin kecil dosisnya, dan semakin rendah harga Pelumas multigrade.
Kemampuan pengentalan polimer terutama bergantung pada massa molekul relatif peningkat indeks viskositas, jumlah karbon rantai utama pada molekul (-[-CH2-]-), dan bentuk minyak dasar. .
Urutan kemampuan pengentalan peningkat indeks viskositas yang tersedia secara komersial adalah sebagai berikut:

HSD ≈ OCP > PIB > PMA

3. Stabilitas Termal/Oksidatif

Stabilitas Termal/Oksidatif adalah indeks evaluasi penting lainnya dari VIIs. Peningkat indeks viskositas dapat mengalami oksidasi suhu tinggi dan dekomposisi termo-oksidatif dalam penggunaan sebenarnya, dan dekomposisi tersebut akan menyebabkan serangkaian masalah seperti penurunan viskositas, peningkatan nilai asam, dan peningkatan endapan karbon alur cincin. Polimer dengan molekul tinggi umumnya tidak mengalami dekomposisi termo-oksidatif yang jelas di bawah 60 derajat, dan mulai terurai secara termo-oksidatif pada suhu 100-200 derajat. Stabilitas termo-oksidatif polimer berhubungan dengan struktur VII.

Urutan stabilitas oksidasi VII yang tersedia secara komersial adalah:

PMA > PIB > OCP ≈ HSD

4. Kinerja Suhu Rendah

Viskositas oli motor pada suhu rendah merupakan karakteristik reologi yang penting. Agar kendaraan dapat dihidupkan dalam cuaca dingin, kekentalan oli motor pada bantalan harus berada di bawah nilai kritis. Nilai ini ditentukan melalui eksperimen kemampuan menghidupkan mesin pada suhu rendah dan ditentukan dalam SAE J300 untuk semua tingkatan "W".

Peningkatan Indeks Viskositasmemiliki pengaruh penting pada kinerja suhu rendah oli motor multi-grade, dan ada dua nilai kritis yang menunjukkan indeks kinerja suhu rendah oli motor multi-grade:start-up suhu rendah dan kemampuan pemompaan suhu rendah.

Kemampuan Mulai Suhu Rendah

Ada banyak faktor yang mempengaruhi kemampuan start pada suhu rendah, salah satu indikator terpenting adalah viskositas suhu rendah, semakin kecil viskositas suhu rendah maka semakin mudah untuk memulai.
Umumnya,Simulator Engkol Dingin (CCS)digunakan untuk mengukur viskositas nyata minyak multi-grade pada suhu rendah. Simulator start dingin adalah rheometer yang dioperasikan pada laju geser tinggi pada suhu lingkungan tetap untuk mensimulasikan aliran oli pelumas ke bantalan mesin saat start-up. Setelah mesin dihidupkan, oli juga harus dapat mengalir dengan bebas ke dalam pompa oli dan didistribusikan ke berbagai saluran oli mesin.
Sifat suhu rendah dari VII yang berbeda sangat berbeda, dan PMA menunjukkan viskositas yang lebih rendah pada rentang laju geser yang luas, sehingga PMA memiliki kinerja CCS terbaik. Rantai molekul PIB relatif kaku karena memiliki banyak rantai samping metil, dan viskositasnya meningkat dengan cepat pada suhu rendah, sehingga kinerja PIB pada suhu rendah adalah yang terburuk.

Kemampuan Pompa Oli Motor Suhu Rendah

Ketika mesin dihidupkan pada suhu rendah, tekanan oli pada sistem oli pelumas harus dinormalisasi dalam waktu singkat untuk memastikan bahwa seluruh bagian mesin terlumasi tepat waktu, jika tidak maka akan menyebabkan keausan. Kemampuan oli mesin untuk dipompa ke berbagai bagian mesin disebut kapasitas pemompaan.

Kemampuan pemompaan oli mesin bergantung pada kekentalan oli mesin pada kondisi pemompaan. Pengujian telah menunjukkan bahwa viskositas pemompaan oli multi-grade pada suhu rendah tidak lebih tinggi dari 3Pa·s, yang dapat memastikan pasokan oli yang dipompa, dan viskositas ini disebut Viskositas Pemompaan Kritis. Suhu di mana viskositas pemompaan kritis tercapai disebut Suhu Pemompaan Kritis, yang diukur dengan Mini-Rotary Viscometer (MRV). MRV adalah rheometer laju geser rendah yang digunakan untuk mensimulasikan kemampuan pemompaan oli motor segala cuaca kendaraan setelah berhenti selama dua hari dalam cuaca dingin.

SAE J300 juga menetapkan batas atas viskositas MRV untuk semua oli mesin kelas "W". MRV dapat mengukur batas viskositas aliran dan batas hambatan udara. Suhu pemompaan rata-rata (BPT) yang diprediksi oleh MRV mempunyai korelasi yang baik dengan batas rata-rata suhu pemompaan mesin.

Viskositas Brookefield dapat menentukan batas aliran viskositas, dan Tabel berikut mencantumkan efek dari berbagai jenis peningkat indeks viskositas pada kinerja pemompaan suhu rendah.

5. Suhu tinggi, laju geser tinggi （HTHS）

High-Temperature High Shear (HTHS) merupakan indikator kestabilan viskositas oli mesin pada temperatur tinggi dan geser tinggi, yang mencerminkan kemampuan oli mesin dalam mempertahankan pelumasan pada temperatur tinggi dan kondisi geser tinggi.Kita dapat dengan mudah memahami HTHS sebagai kekuatan lapisan minyak.

Viskositas mempunyai arti penting dalam pelumasan. Viskositas oli motor multigrade pada suhu tinggi diuji dengan viskometer kapiler laju geser rendah untuk mengukur viskositas kinematik pada 100 derajat. Untuk fluida non-Newtonian dari sistem oli multi-tahap, viskositas yang diukur dengan kapiler geser rendah tidak dapat mencerminkan viskositas mesin pada kondisi kerja suhu tinggi (150 derajat) dan laju geser tinggi (106s).^-1).

Penelitian menunjukkan bahwa viskositas semu diukur pada suhu 150 derajat dan laju geser 10⁶s^-1mempunyai korelasi yang baik dengan keausan bearing mesin. Ketika SAE J300 direvisi pada tahun 1995, dan viskositas suhu tinggi minimum, dan geser tinggi (Suhu tinggi, laju geser tinggi, HTHS) untuk setiap tingkat viskositas ditambahkan. Suhu tinggi dan viskositas geser tinggi diukur pada laju geser yang sangat tinggi (10⁶ s^-1) dan suhu (150 derajat ), yang serupa dengan lingkungan aliran pengoperasian bantalan bak mesin dalam kondisi stabil.

Umumnya, peningkat indeks viskositas berkualitas tinggi tidak hanya perlu memiliki kekuatankemampuan penebalanDanstabilitas geser yang baiktetapi juga membutuhkan kebaikankinerja pada suhu rendahDanstabilitas oksidasi termal yang tinggi.

Struktur kimia peningkat indeks viskositas berkaitan erat dengan kinerjanya. Polimer tinggi berbahan dasar hidrokarbon seperti OCP mempunyai efek peningkatan viskositas yang sangat baik, namun kemampuannya dalam meningkatkan indeks viskositas (VI) kurang baik.

Di sisi lain, polimer yang mengandung gugus polar seperti PMA tidak seefektif OCP dalam mengentalkan pelumas, namun memiliki kemampuan peningkatan VI yang sangat baik dan juga dapat menurunkan titik tuang.

Peningkatan Indeks Viskositas Khas

Peningkatan Indeks Viskositas Khas	Singkatan
Kopolimer etilen-propilena, kopolimer olefin (etilen dan propilena)	okp
Polimetakrilat	PMA
Kopolimer hidrostirena-vinil diena	HSD
Poliisobutilena	PIB

Perbandingan Sifat Beberapa Peningkat Indeks Viskositas yang Umum Digunakan （VII）

Pertunjukan VII	Menebalkan Kemampuan	VI Peningkatan	Stabilitas Geser	Kurangi Titik Tuang	Viskositas Suhu Rendah		Viskositas Geser Suhu Tinggi	Stabilitas Oksidasi
Pertunjukan VII	Menebalkan Kemampuan	VI Peningkatan	Stabilitas Geser	Kurangi Titik Tuang	CCS	Brookfield	Viskositas Geser Suhu Tinggi	Stabilitas Oksidasi
PMA	Bagus	Sangat bagus	tidak bagus - Sangat bagus	Sangat bagus	Sangat bagus	Sangat bagus	Bagus	Bagus
okp	Sangat bagus	Bagus	tidak bagus - Bagus	Buruk	Bagus	Buruk	Bagus	Bagus
HSD	Sangat bagus	Bagus	Sangat bagus	Buruk	Bagus	Buruk	Bagus	Bagus
Campuran OCP & PMA	Bagus	Bagus	Bagus	Bagus	Sangat bagus	Bagus	Bagus	Bagus

Sepasang:Memahami Aditif Deterjen pada Oli Mesin: Gambaran Umum

Berikutnya:Shear Stability & Viscosity Index Improver pada Pelumas.