λιπαντικά

Ευρύς όρος που περιλαμβάνει όλες τις ουσίες που είναι κατάλληλες για λίπανση (βλ. λ.). Κατάταξη των λ. Η κατάταξη των λ. μπορεί να γίνει σύμφωνα με διάφορα κριτήρια, όπως είναι η φυσική κατάσταση, η προέλευση, οι ειδικές χρήσεις τους κ.ά. Μία απόλυτη υποδιαίρεση των λ. είναι, ωστόσο, ο διαχωρισμός τους σε φυσικά και συνθετικά. Τα φυσικά, τα οποία είναι τα πρώτα που χρησιμοποιήθηκαν, ενδέχεται να έχουν ζωική προέλευση (κερί μελισσών, λανολίνη, λίπος, έλαιο από πόδια βοδιού κ.ά.) ή φυτική (φοινικέλαιο, κικινέλαιο κ.ά.) ή να είναι ορυκτά. Τα τελευταία αυτά είναι τα σημαντικότερα και περιλαμβάνουν κυρίως τα έλαια που προέρχονται από το αργό πετρέλαιο και περιέχουν παραφινικά, ναφθανικά και αρωματικά κλάσματα. Η καθαρότητα και η σταθερότητα στη θερμοκρασία και στην οξείδωση επιτυγχάνονται με διαδοχικές κατεργασίες (διύλιση υπό κενό, εξαγωγή με διαλύτες, αποπαραφίνωση, διήθηση επί κλίνης αργίλου κλπ.), οι οποίες πραγματοποιούνται με σκοπό να απομακρυνθούν τα ανεπιθύμητα συστατικά (ασφαλτικά συστατικά, παραφίνες υψηλού σημείου τήξης, οξέα και ρητίνες). Τα συνθετικά λ. είναι πολύ σύνθετα μείγματα, μελετημένα κατάλληλα για να επιτελούν τις λειτουργίες της λίπανσης κατά την ευρύτερη και τη σημερινή έννοια του όρου ακόμα και υπό τις πιο δύσκολες συνθήκες θερμοκρασίας, πίεσης και ακτινοβολίας. Αναπτύχθηκαν σημαντικά τις τελευταίες δεκαετίες, κυρίως χάρη στις συνεχείς έρευνες στους τομείς του αυτοκινήτου, της αεροναυτικής και των διαστημικών οχημάτων, και περιλαμβάνουν τα έλαια, τα λίπη και ορισμένα στερεά λ. Τα υγρά λ. είναι τα πιο διαδεδομένα και παρουσιάζουν χαρακτηριστικά κατάλληλα για ειδικές χρήσεις. Αποτελούνται από ένα βασικό έλαιο, ορυκτό ή συνθετικό, εμπλουτισμένο με πρόσθετα έως 30%. Τα στερεά λ. είναι διάφορες χημικές ενώσεις, οι οποίες, όταν προστεθούν σε ένα έλαιο, του προσδίδουν μια ιδιαίτερη ιδιότητα ή εντείνουν μερικές υπάρχουσες. Οι κυριότερες ενέργειές τους είναι ο καθαρισμός, δηλαδή η εξάλειψη των καταλοίπων που σχηματίζονται στους κινητήρες, η παρεμπόδιση της διάβρωσης και της σκουριάς, η ελάττωση του σημείου πήξης (τα έλαια στερεοποιούνται στις χαμηλές θερμοκρασίες και μερικοί τύποι υδρογονανθράκων μπορούν να κρυσταλλωθούν, οπότε χρησιμοποιούνται πρόσθετα για την ελάττωση της θερμοκρασίας κατά την οποία παρουσιάζονται αυτά τα δυσμενή φαινόμενα), η αποφυγή της οξείδωσης του ελαίου κατά την επαφή του με τον αέρα και, σε υψηλές θερμοκρασίες, η βελτίωση του δείκτη ιξώδους. Αυτός εκφράζεται με έναν αριθμό που υποδεικνύει την αντίσταση ενός λ. στις μεταβολές του ιξώδους, σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία· δηλαδή όσο υψηλότερος είναι αυτός ο δείκτης τόσο αυξάνεται η αντίσταση του ελαίου στη μείωση της ρευστότητάς του κατά τις χαμηλές θερμοκρασίες και στην αύξησή της κατά τις υψηλές. Ωστόσο, ένα ιδεώδες λ. θα έπρεπε να διατηρεί το ίδιο ιξώδες σε όλη την κλίμακα των θερμοκρασιών λειτουργίας. Στην πράξη, τα έλαια πολλαπλών βαθμών (multigrade) πλησιάζουν προς αυτό το ιδανικό με τα κατάλληλα πρόσθετα ιξώδους που περιέχουν (διαλυτά πολυμερή). Στην τρέχουσα γλώσσα του αυτοκινήτου τα έλαια αυτά ονομάζονται τεσσάρων εποχών, γιατί με τη χρήση τους αποφεύγεται η τροφοδοσία του κινητήρα με θερινά ή χειμερινά έλαια, ανάλογα με την εποχή. Τέλος, τα πρόσθετα υψηλότατης πίεσης ή EP (extreme pressure) προορίζονται για την ελάττωση των τριβών, την αποτροπή της σφήνωσης και την ελάττωση της φθοράς στις οριακές συνθήκες λειτουργίας, δηλαδή σε υψηλότατες θερμοκρασίες και σε ισχυρότατα φορτία. Δρουν αντιδρώντας σταδιακά με τα μέταλλα, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία, και σχηματίζοντας λιπαντικές ενώσεις. πλαστικά λ. Πρόκειται για τα λιπαντικά λίπη, ιξωπλαστικές ενώσεις, τα οποία αποτελούνται από ένα ορυκτό ή συνθετικό έλαιο, από έναν πρόσθετο πυκνωτικό παράγοντα και από διάφορα άλλα πρόσθετα. Τα έλαια χρησιμεύουν γενικά ως βάση στα λιπαντικά έλαια. Σε εφαρμογές σε υψηλές θερμοκρασίες, προτιμούνται τα συνθετικά, οι εστέρες, τα φθοριοπαράγωγα και οι σιλικόνες. Ως πυκνωτικοί παράγοντες χρησιμοποιούνται μεταλλικοί σάπωνες, όπως του λιθίου, του ψευδαργύρου και του αργιλίου, κηροί ή στερεά λ., όπως ο γραφίτης, και διθειούχο μολυβδαίνιο. Οι επιδόσεις των λιπών αυξάνονται με την προσθήκη ουσιών, οι οποίες είναι σχεδόν όμοιες με τα πρόσθετα των ελαίων: αντισκωρικά, EP, αντιοξειδωτικά, προϊόντα που αυξάνουν την πρόσφυση, τη νηματώδη όψη και χρωστικές ουσίες. Τα λίπη χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις λίπανσης όπου δεν επεμβαίνει η εκκένωση της θερμότητας και όπου απαιτείται η παρεμπόδιση της διείσδυσης σκόνης και υγρασίας, χωρίς τη χρήση άλλων συστημάτων έμφραξης. στερεά λ. Πρόκειται για λ. που ελαττώνουν την τριβή μεταξύ δύο μεταλλικών επιφανειών με μετατόπιση των μοριακών τους επιπέδων. Ονομάζονται και πλακώδη. Σε αυτά περιλαμβάνεται ο γραφίτης, το ταλκ και ορισμένα θειούχα άλατα, όπως το διθειούχο μολυβδαίνιο. Ο γραφίτης παραμένει αποδοτικός στον αέρα μέχρι τους +400°C, το διθειούχο μολυβδαίνιο μεταξύ –180°C και 400°C. Τελευταία χρησιμοποιήθηκαν ως αυτολιπαινόμενα υλικά και ορισμένες πλαστικές ουσίες, όπως το πολυτετρααιθυλένιο, το οποίο εφαρμόστηκε με επιτυχία στην εσωτερική επένδυση του τηγανιού της κουζίνας, καθιστώντας το αντικολλητικό, στα πέλματα σκι, σε συνδέσμους και δακτυλίους στεγανότητας. Τα κράματα με εύτηκτα μέταλλα (μόλυβδος, μόλυβδο-κασσίτερος κ.ά.), μόνα ή με παρουσία άλλων λ., χρησιμοποιούνται ως αντιτριβικές επενδύσεις και για αντιτριβικά κράματα. Στην πρωτοποριακή τεχνική, όπου επιτυγχάνονται εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες εργασίας κάτω από πολύ υψηλό κενό και υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας, χρησιμοποιούνται με επιτυχία στερεά λ. τύπου οξειδίου του μολύβδου (670°-816°C), φθαλοκυανίνης (μέχρι 800°C), οξειδίου του βαρίου (μέχρι 1.100°C), φθοριούχου ασβεστίου (άνω των 2.000°C). Λεπτοί υμένες (φιλμ) φθοριούχου ασβεστίου τελειοποιήθηκαν από τη NASA για τη λίπανση κινητών τμημάτων των δορυφόρων κατά τις διαστημικές πτήσεις. Πειράματα λίπανσης έχουν πραγματοποιηθεί και στα αέρια. Τα αλογονούχα παράγωγα του μεθανίου και του αιθανίου επέτρεψαν τη λίπανση μέχρι τους 650°-750°C. Ο μηχανισμός δράσης τους μπορεί να εξομοιωθεί με τον μηχανισμό προσθέτων για υψηλές πιέσεις. Όταν αποσυντίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες, σε επαφή με τις μεταλλικές επιφάνειες, ελευθερώνουν χλώριο ή βρόμιο, το οποίο αντιδρώντας σχηματίζει στις επιφάνειες αλλογενείς μεταλλικές ενώσεις, οι οποίες συμπεριφέρονται κατά τον ίδιο τρόπο με τα στερεά λ. Η ποσότητα του λιπαντικού που είναι αναγκαία για τη λειτουργία μιας οποιασδήποτε μηχανής, εξαρτάται αποκλειστικά από το είδος των δυνάμεων που αναπτύσσονται (φωτ. ΑΠΕ). Φιλμ φθοριούχου ασβεστίου χρησιμοποιούνται για τη λίπανση κινητών τμημάτων των δορυφόρων κατά τις διαστημικές πτήσεις· στη φωτογραφία ο δορυφόρος «Άστρα 1Κ» (φωτ. ΑΠΕ)