Determination of Viscosity Improvers and Detergent Additives in Synthetic Motor Oils by Gel Permeation Chromatography

Z. A. Temerdashev; Темердашев З. А.; Yu. A. Ivanova; Иванова Ю. А.; D. A. Litvinenko; Литвиненко Д. А.; D. A. Makhotkina; Махоткина Д. А.

doi:10.31857/S0044450223030143

Determination of Viscosity Improvers and Detergent Additives in Synthetic Motor Oils by Gel Permeation Chromatography

Authors: Temerdashev Z.A.¹, Ivanova Y.A.¹, Litvinenko D.A.¹, Makhotkina D.A.¹
Affiliations:
1. Department of Chemistry and High Technology, Kuban State University
Issue: Vol 78, No 3 (2023)
Pages: 231-240
Section: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
URL: https://journals.rcsi.science/0044-4502/article/view/136001
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044450223030143
EDN: https://elibrary.ru/FUNUPY
ID: 136001

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

We proposed a procedure for the simultaneous determination of viscosity improvers and detergent additives in synthetic oils by gel permeation chromatography, including the preliminary liquid extraction of polar additives, solid-phase extraction of polymer additives on silica modified with magnesium oxide from oil raffinate, and the subsequent determination of analytes. The procedure was used to determine viscosity improvers and detergent additives in fresh and used synthetic motor oils, to control the quality of oils at different stages of operation, and to monitor the degree of purification of oils during their regeneration. In-process monitoring of additive concentrations during the operation of automotive equipment enables the timely control of the dynamics of engine oil degradation throughout its use and proper recommendations for its replacement in the system. The procedure was tested in the analysis of fresh and used multigrade synthetic motor oils Shell Helix Ultra 5W-30 and TP MAX Total 10W-40 and fresh multigrade synthetic motor oil Shell Rimula R5M 10W-40.

Keywords

detergent additives, viscosity improving additives, engine oil, liquid extraction, solid-phase, extraction, gel permeation chromatography

References

Балтенас Р. Моторные масла. Производство. Свойства. Классификация. Применение. М.: Альфа-Лаб, 2000. 272 с.
Kajdas D., Brown A.J., Jilbert D., Lamb G. Industrial Lubricants: Chemistry and Technology of Lubricants. 3rd Ed. London, 2010. P. 239.
Резников В.Д., Шестаковская Т.В., Довгопол Е.Е., Чепурова М.Б. Зарубежные масла, смазки, присадки, технические жидкости. М.: Техинформ, 2005. 280 с.
Ahmed N.S., Nassar A.M., Abdel-Hameed H.S. Preparation, characterization, and evaluation of some ashless detergent/dispersant additives for lubricating engine oil // Appl. Petrochem. Res. 2016. V. 6. P. 49. https://doi.org/0.1007/s13203-015-0110-5
Adam B., Mark B., Jeno H. Development of multifunctional detergent-dispersant additives based on fatty acid methyl ester for diesel and biodiesel fuel // Biodiesel — quality, emissions and by-products. 2011. P. 153. https://doi.org/10.5772/27117
ГОСТ 11362-96. Нефтепродукты и смазочные материалы. Число нейтрализации. Метод потенциометрического титрования. Минск: Межгосударственный стандарт, 1996. 17 с.
ГОСТ 13538-68. Присадки и масла с присадками. Метод определения содержания бария, кальция и цинка комплексонометрическим титрованием. М.: Издательство стандартов, 1999. 11 с.
ГОСТ 33-2016 Нефть и нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематичекой и динамической вязкостей. М.: Российский институт стандартизации, 2021. 57 с.
Тагиров Т.К. Методика определения присадок в смазочных материалах методом тонкослойной хроматографии. М.: Рос. Фед. центр суд. экспертизы, 2007. 27 с.
Ахмедов Р.Л., Кравцова С.С., Дычко К.А., Рамусь И.В. Применение твердофазной экстракции для определения присадок в автомобильных смазочных маслах методом ГХ/МС // Аналитика и контроль. 2019. Т. 23. № 4. С. 532. https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.001
Винокуров В.А., Фролов В.И., Любименко В.А. Моющие присадки к автомобильным бензинам и их количественное определение // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2010. № 3. С. 21.
Никитина Е.А., Емельянов В.Е., Крылов И.Ф., Федорова А.В. Моющие присадки к автомобильным бензинам // Химия и технология топлив и масел. 2006. № 1. С. 23.
Мартапов А.С., Привеленко А.Н., Алаторцев Е.И. Способ определения количества присадки Детерсол-140 в моторных маслах для автомобильной техники. Патент РФ № 2304281. Заявка 2006113275/04 от 20.04.2006, опубл. 10.08.2007.
Приваленко А.Н., Красная Л.В., Чернышова А.В. Разработка методов количественного определения присадки Keroflux 5686 в дизельных топливах методами инфракрасной спектроскопии и высокоэффективной жидкостной хроматографии // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2018. № 7. С. 23.
Гришин Д.Ф. Депрессорные, противоизносные и антиокислительные присадки к дизельным топливам с низким и ультранизким содержанием серы (обзор) // Нефтехимия. 2017. Т. 57. № 5. С. 489. https://doi.org/10.7868/S0028242117050094
Красная Л.В., Чернышева А.В., Гаврилов П.А. Определение загущающей присадки “Максойл В3-011” в гидравлических маслах методами ИК-спектроскопии и ВЭЖХ // Фундаментальные исследования. 2017. № 12-1. С. 68.
Красная Л.В., Чернышова А.В., Приваленко А.Н. Разработка методов оценки качества присадки МАКСОЙЛ В3-011 в составе гидравлического масла АМГ-10 с применением оптической микроскопии, ИК-спектроскопии и высокоэффективной жидкостной хроматографии // Труды 25 ГосНИИ МО РФ. 2018. № 58. С. 363.
Иванова Ю.А., Темердашев З.А., Колычев И.А., Киселева Н.В. Определение полимерных функциональных присадок в дизельном топливе методом гель-проникающей хроматографии // Аналитика и контроль. 2021. Т. 25. № 1. С. 53. https://doi.org/10.15826/analitika.2021.25.1.003
Зайцев С.В., Кишневский В.А., Шуляк И.Д. Разработка газохроматографического метода определения в энергетических маслах ионола и воды методом добавок // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2015. Т. 2. № 6(74). С. 21. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.40896
Рудаков О.Б., Фан В.Т., Подолина Е.А., Харитонова Л.А. Применение микроколоночной ВЭЖХ для контроля ионола в трансформаторном масле // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8. № 1. С. 141.
РД 34.43.208-95. Методика количественного химического анализа. Определение содержания присадок в энергетических маслах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. М.: ОРГРЭС, 1997. 8 с.
Khorramian B.A., Iyer G.R., Kodali S., Natarajan P., Tupil R. Review of antiwear additives for crankcase oils // Wear. 1993. V. 169. № 1. P. 87. https://doi.org/10.1016/0043-1648(93)90394-2
Hardy D.R., Black B.H., Wechter M.A. Quantitative determination of corrosion inhibitors in Middle distillate jet fuels by gel permeation chromatography // J. Chromatogr. A. 1986. V. 366. P. 3. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)93483-1
Темердашев З.А., Колычев И.А., Артюх Е.В., Киселева Н.В., Занозина И.И. Экстракция и хроматографическое определение дитиофосфатов цинка в моторных маслах // Журн. аналит. химии. 2015. Т. 70. № 7. С. 693. https://doi.org/10.7868/S004445021507018X
Иванова Ю.А., Темердашев З.А., Киселева Н.В., Махоткина Д.А. Сорбционные материалы для твердофазной экстракции вязкостных присадок на основе полиалкилметакрилата из смазочных материалов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21. № 3. С. 297. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3463
Fangmin H., Roset. R. Isolation of polybutenylsuccinimide–type dispersant from monograde and multigrade lubricating oils by classical liquid adsorption chromatography on a Florisil column // Anal. Chim. Acta. 1995. V. 314. P. 161. https://doi.org/10.1016/0003-2670(95)00267-4
Bielicka-Daszkiewicz K., Voelkel A. Theoretical and experimental methods of determination of the breakthrough volume of SPE sorbents // Talanta. 2009. V. 80. № 2. P. 614. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2013.09.084
ГОСТ Р 57268.1—2016. Композиты полимерные. Определение средней молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полимеров методом эксклюзионной хроматографии. Часть 1. Основы метода. М: Стандартинформ, 2016. 22 с.
Сильверстейн Р., Вебстер Ф., Кимл Д. Спектрометрическая идентификация органических соединений. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 557 с.
Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. М.: Химический факультет МГУ, 2012. 55 с.