Экспертиза моторного масла

105037, г. Москва, Измайловский проезд, д. 11, стр.2.
тел. +7 (495) 234-78-05; +7 (495) 764-27-21
www.avtotehexpert.ru, е-mail: avtotehexpert@mail.ru

ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПЕЦИАЛИСТА

№ ...

... г. ООО «ЭКЦ «Автотранспорт» и гр. ... заключили договор № ... провести химическое исследование моторного масла.

1. «Соответствует ли состав представленного на исследование образца моторного масла по химическому составу моторным маслам?
2. Пригоден ли образец исследуемого масла для дальнейшей эксплуатации, если нет, то по каким параметрам?»

Используемая литература:

1. Криминалистическое исследование нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов. Методическое пособие. Вып. I, II./ Под ред. И.А. Золотаревской – М.: ВНИИСЭ МЮ СССР, 1987, 1989.
2. Т.К. Тагиров, Д.Ю. Поляков. Комплексное исследование смазочных материалов на основе синтетических, смешанных и нефтяных масел. ГУ РФЦСЭ, - М., 2009. – 204с: ил.
3. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник/ И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др.; Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и доп. – М.:, Издательский центр «Техинформ», 1999. - 596с: ил.
4. ГОСТ Р 51634-2000 Масла моторные автотракторные. Общие технические требования.
5. Моторные масла. Балтенас Р., Сафонов А.С., Ушаков А.И., Шергалис В. Москва-СПб.: АльфаЛаб, 2000.-272 с.
6.Купцов А.X., Жижин Г. Н. Фурье-спектры комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения полимеров. Справочник. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. — 656 с. - ISBN 5-9221-0188-9.

ИССЛЕДОВАНИЕ

1. Внешний осмотр

Образец моторного масла, представленный на исследование, находящийся в пластиковой канистре объемом 4 л с завинчивающейся крышкой, представляет собой подвижную жидкость черного цвета без специфического запаха, характерного для работавших масел. На этикетке имеется надпись ZIK LS Х7 5W-30 Общий вид емкости с образцом моторного масла приведен на фото 1, 2.

• 

  Фото № 1. Внешний вид канистры с образцом исследуемого моторного масла.
  

  Фото № 2 внешний вид этикетки на канистре (вид спереди).

2. Определение показателя преломления

С целью предварительной идентификации базового масла использовали рефрактометрический метод. Измерение показателя преломления масла проводили на рефрактометре типа Аббе «КАРАТ-МТ» при длине света λD=589,3 нм, соответствующей положению линии D в спектре излучения натрия при температуре 20°С.

Числовые значения показателей преломления для синтетических углеводородных масел находятся в большинстве случаев в пределах 1,4560-1,4700, для смешанных масел в пределах 1,4730-1,4770, для нефтяных масел в пределах 1,4740-1,4880.

Образец исследуемого моторного масла имеет показатель преломления (nD20) 1,4658. Следовательно, значение показателя преломления находится в интервале значений, соответствующих для синтетических углеводородных масел.

Исследование методом тонкослойной хроматографии (ТСХ)

3.1 Анализ группового состава

1. Исследуемое моторное масло;
2. Нефтяное моторное масло Лукойл Люкс 10W-40;
3. моторное масло Лукойл Люкс 5W-40 смесь гидрокрекингового и минерального;
4. моторное масло Castrol GTD Magnatec 10W-40 смесь гидрокрекингового и минерального.

- после обработки реактивом ФСК (фото 4) на хроматографических дорожках образца минерального моторного масла (дорожка № 2) «Лукойл Люкс» 10W-40, масла «Лукойл Люкс» 5W-40 (смесь гидрокрекингового и минерального) (дорожка № 3) и масла «Castrol GTD Magnatec» 10W-40 (смесь гидрокрекингового и минерального) (дорожка № 4) проявлялись зоны коричневато-красного цвета с Rf 0,4-0,8 характерные для алкилпроизводных моноциклических ароматических УВ входящие в состав минеральных и смешанных масел. На хроматографической дорожке синтетического моторного масла на основе гидрокрекингового масла проявлялся едва заметный окрашенный след.

- на хроматографической дорожках образца исследуемого масла (дорожка 1) и синтетического моторного масла «Мобил 1 Rally Formula» 5W-50 (дорожка 5) коричневато-красные зоны с Rf 0,5-0,8 не проявлялись.

В составе моторных масел на основе минеральных (нефтяных) базовых масел высокой степени очистки, получаемых смешением дистиллятного и остаточного компонентов, содержатся преимущественно алкилпроизводные моноциклических ароматических углеводородов (би- и трициклические в них практически отсутствуют).

В составе синтетических моторных масел алкилпроизводных моноциклических ароматических УВ не имеется (фото 4, дорожки № 5,6).

Следовательно, представленный на исследование образец масла изготовлен на синтетической основе.

1. Исследуемое моторное масло;
2. Нефтяное моторное масло Лукойл Люкс 10W-40;
3. моторное масло Лукойл Люкс 5W-40 смесь гидрокрекингового и минерального;
4. моторное масло Castrol GTD Magnatec 10W-40 смесь гидрокрекингового и минерального;
5. Синтетическое моторное масло Мобил 1 Rally Formula 5W-50;
6. Синтетическое моторное масло на основе гидрокрекингового масла.

3.2.Анализ присадок

Анализ проводили с целью установления, возможно, содержащихся в образцах моторного масла химических веществ: алкилфенолятов, алкилсалицилатов, дитиофосфатов цинка, производных ароматических аминов, алкилфенолов, используемых в качестве присадок (функциональных добавок), добавляемых в смазочные материалы для придания определенных эксплуатационных качеств.

Обнаружение присадок и их идентификацию проводили с помощью цветных химических реакций с различными реагентами и по их хроматографической подвижности (Rf). Результаты исследования представлены на фотоснимках 5 – 8.

3.2.1. Обнаружение вязкостных присадок

Хроматограмму обрабатывали водой (фото 5) на дорожке образца исследуемого масла проявлялся несмачиваемый (гидрофобный) след длиной от старта до 8,5 см, указывающий на наличие в составе масла вязкостной присадки полимерной природы, добавляемой в моторные и в некоторые трансмиссионные масла и жидкости для улучшения вязкостно-температурных свойств. К присадкам полимерной природы относятся: вязкостные (КП-5, КП-10, КП-20), представляющие собой полиизобутилены с различной молекулярной массой; полиметакрилаты (ПМА «В-1», ПМА «В-2», ПМА «Д», Дизакрил) и др.

3.2.2. Обнаружение моюще-диспергирующих присадок

В основном в моторных маслах в качестве моюще-диспергирующих присадок используют высоко щелочные алкилфеноляты (кальциевые и (или) магниевые соли алкилфенолов) сульфонаты и алкилсалицилаты.

Основное назначение их состоит в предотвращении отложения продуктов окисления масел на металлических поверхностях, уменьшении количества осадков и нагара на деталях путем удержания во взвешенном состоянии нерастворимых в масле веществ, нейтрализации кислот, образующихся в процессе эксплуатации двигателя вследствие окисления масла и сгорания топлива.

Хроматограмму обрабатывали смесью 0,1% спиртовых растворов индикаторов бромфенолового синего и бромкрезолового зеленого (фото 6), в результате реакции на дорожке образца исследуемого масла проявлялся след зеленовато-голубого цвета длиной от старта до 8,0 см, указывающий на щелочную среду масла.

Щелочная среда обусловлена наличием в составе моторных масел алкилфенолятов (кальциевые и (или) магниевые соли алкилфенолов), содержащих так называемый «щелочной компонент», включающий оксиды, гидроксиды и карбонаты металлов в коллоидно-диспергированном состоянии.

По изменению цвета индикатора можно определить приблизительно щелочное число (щ.ч.) исследуемого масла, сравнив его с цветовыми эталонами растворов:

Как видно из представленной хроматограммы (фото 6) щелочность исследуемого масла составляет от 2,5 до 3,0 мг КОН/г.

Предельный уровень щелочного числа для высокофорсированных двигателей установлен равным 2,5 мг КОН/г, для среднефорсированных – 1,5 мг КОН/г.

Таким образом, моюще-диспергирующей присадки в масле содержится в достаточном количестве.

3.2.3. Обнаружение антиокислительных зольных присадок на основе дитиофосфатов цинка

Хроматограмму обрабатывали раствором 0,1 % дитизона в хлороформе (фото 7), в результате реакции на дорожке исследуемого образца масла проявлялся ярко розовый след, обусловленный образованием комплексного соединения цинка с дитизоном, свидетельствующий о наличии в масле дитиофосфатов цинка (присадки ДФ-11, ДФБ, А-22, ЦД-7, ВНИИ НП-354, ВНИИ НП-360 и зарубежные аналоги).

Дитиофосфаты цинка содержатся в качестве ингибиторов окисления в моторных и в некоторых трансмиссионных маслах. Кроме антиокислительного действия они придают маслам высокие противоизносные и антикоррозионные свойства.

3.2.4. Обнаружение антиокислительных беззольных присадок на основе ароматических аминов

После обработки хроматограммы (фото 8) 0,1% раствором п-диметиламинокоричного альдегида в этаноле, подкисленным соляной кислотой до pH 4-5, на дорожке исследуемого образца масла проявлялось розовое пятно, обусловленное наличием диалкилпроизводных ароматических аминов, применяемых в качестве беззольных антиокислительных присадок.

Ароматические амины, например, диалкилпроизводные дифениламина (ДФА) часто вводят в состав высококачественных моторных и некоторых трансмиссионных масел в качестве беззольных антиокислительных присадок.

В зарубежных моторных маслах применяют присадку на основе бутил- или нонилзамещенных ДФА. Антиокислительные присадки замедляют окисление масел, исключают каталитическое воздействие примесей на металлические поверхности и неизбежно следующее за ним образование коррозионно-активных осадков.

• 

  Фото 5. Тонкослойная хроматограмма после обработки водой. Система октан – бензол (5:1).
  

  Фото 6. Тонкослойная хроматограмма после обработк смесью 0,1% спиртовых растворов индикаторов бромфенолового синего и бромкрезолового зеленого. Система октан – бензол (5:1)..
• 

  Фото 7. Тонкослойная хроматограмма после обработки раствором 0,05 % дитизона в хлороформе. Система октан – бензол (5:1).
  

  Фото 8. Тонкослойная хроматограмма после обработки 0,1% спиртовым раствором п-диметиламинокоричного альдегида, подкисленного соляной кислотой. Система октан – бензол (5:1).

Таким образом, представленный на исследование образец масла изготовлен на основе синтетического масла.

3. Исследование методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ)

Эксперт ... .

Исследование проводили на газовом хроматографе «Кристалл 2000 М». Условия хроматографического анализа (условия 2) и хроматограмма приведены ниже. Хроматограмма обработана с использованием программного комплекса «Хроматэк Аналитик 2.5».

Условия ГЖХ-анализа.

Температурный режим анализа:
Температура колонки, °С	Длительностьизотермы, мин	Скорость подъема температуры, °С/мин
100,00	00:01:00	18,00
285,00	до завершения выхода пиков

Испаритель, °С: 270,00
Детектор, °С: 285,00
Скорость газа-носителя 1 (азот), см/с: 28,80
Расход газа-носителя 2 (азот), мл/мин: 30,00
Деление потока 1:30
Расход водорода, мл/мин: 40,00
Расход воздуха, мл/мин: 400,00
Конфигурация колонки: капиллярная;
неподвижная фаза: ZB-1
длина колонки, м: 30,00
диаметр капилляра, мм: 0,25.

На хроматограмме образца моторного масла (рис.1) имеется так называемый «нафтеновый горб» (неразделяемая смесь изоалканов). На хроматограмме исследуемого образца моторного масла не зарегистрированы фрагменты пиков, соответствующие нефтяным топливам (бензину, дизельному топливу).

При сравнении указанной хроматограммы (рис. 1) с хроматограммами масел различного вида, имеющихся в электронной базе данных прибора, установлено, что она совпадает с хроматограммами углеводородных масел, полученных по технологии гидрокрекинга или гидроизомеризации.

Хроматограммы масел данного типа отличаются от хроматограмм минеральных (нефтяных) масел отсутствием выраженных пиков, соответствующих н-парафиновым углеводородам фрагмента гомологического ряда С15 – С20, элюирующихся на восходящем участке хроматограммы, а также отсутствием алкилароматических углеводородов выявляемых методом ТСХ.

Масла, полученные по технологии гидрокрекинга или гидроизомеризации, относятся к синтетическим углеводородным маслам.

Таким образом, образец моторного масла, представленный на исследование, изготовлен на основе углеводородного синтетического масла, полученного по технологии гидрокрекинга или гидроизомеризации.

В нем присутствует комплекс присадок добавляемых в моторные масла: антиокислительные - дитиофосфаты цинка и диалкилпроизводные дифениламина (ДФА), моюще-диспергирующие - соли алкилфенолятов, вязкостная присадка полимерной природы.

4. Исследование методом НПВО ИК-Фурье-спектроскопии

Исследование методом НПВО ИК-Фурье-спектроскопии проводилось с целью установления в образцах моторного масла примеси охлаждающей жидкости (антифриза).

Регистрацию ИК - спектров проводили ИК-Фурье спектрометре с микроскопом Nicolet iN10 (фирма "Thermo Fisher Scientific", США), оснащенного приставкой нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) с алмазным кристаллом и дополнительным оборудованием и на окошке из бромида калия.

Условия съемки:
спектральный диапазон регистрации 4000-500 см^-1;
число сканов пробы: 32;
разрешение: 4,000
усиление: 8,0;
скорость зеркала: 0,4747;
диафрагма: 150,00.

Полученные ИК-спектры приведены на рис. 2-4.

Анализ полученных ИК- спектров показал следующее.

Исследование методом ИК - спектроскопии образцов исследуемого моторного масла (рис. 2) показывает, что на ИК - спектрах фиксируется широкий набор полос поглощения характерных для углеводородов масел, относимых к следующим структурам:
– 3372 см^-1 (~ 3000 – 3600 см^-1) – валентные колебания ОН групп воды, связанных водородными связями;
– 2954, 2924, 2853 см^-1 – валентные колебания метиленовой (-СН2-) и метильной (-СН3-) групп;
– 1460 см^-1 – деформационные колебания (δ) связей С–Н в группах СН2 и СН3;
– 1377 см^-1– деформационные колебания (δ) связей С–Н СН3-группы;
– 1304 см^–1 (1310–1302) – парафиновые цепочки углеводородов, содержащие не менее четырех метиленовых групп (СН2)n–СН3, n>4);
– 1156(1170–1160) см^–1 – конденсированные полиметиленовые кольца углеводородов;
– 971 см^–1 (971–955) – конденсированные полиметиленовые кольца (нафтеновые структуры);
– 722 (725–722) см^–1 – длинные парафиновые цепи, содержащие более шести метиленовых групп R–(CH2) n– R, n≥6.

С целью установления в составе масла наличия антифриза или воды образец масла массой ~ 3 г подвергали экстракции 5 мл ацетона. Верхний ацетоновый слой отделяли и упаривали под вентилятором. Остаток экстракта исследовали методом ИК - спектроскопии. В спектре (рис.3) содержатся полосы поглощения характерные для воды:
– 3283 см^-1 (~ 3000 – 3600 см^-1) – валентные колебания ОН групп воды, связанных водородными связями;
– 1336 см^-1 – деформационные колебания (δ) связей О–Н воды

В качестве иллюстрации на рис.4 приведены ИК - спектр образца масла и спектр остатка ацетонового экстракта из исследуемого образца моторного масла воды при наложении.

Таким образом, в составе образца исследуемого масла содержится вода.

5. Количественные определения воды

Содержание воды в нефтяных и синтетиче¬ских маслах нормируется соответствующими до¬кументами. Для обнаружения массовая доля во¬ды согласно ГОСТ 8581-78 применяется ГОСТ 2477-65, количество воды должно быть не более 0,03 % (следы) от общего объема масла.

Сущность определения воды заключается в отгонке воды и раствори-теля от нефтепродукта с последующим их разделением в градуиро¬ванном приемнике на два слоя. В качестве растворителя применяется бензин-растворитель. Перед употреблением растворитель обез¬воживали хлористым кальцием или сернокислым натрием и профиль¬тровывали.

В сухую и чистую колбу взвешивали с точ¬ностью до 0,1 г около 100 г исследуемого масла, приливали 100 мл растворителя и перемешивали. Для равномерного кипения в колбу помещали несколько кусочков пемзы.

Содержание воды х (в масс. %) вычисляли по формуле:
х = V.100 / m,
где V – объем воды в ловушке, мл;
m – навеска испытуемого вещества, г

Проведенным исследованием установлено, что содержание воды в образце моторного масла составляет 0,81 % масс.

ВЫВОДЫ:

1. Образец моторного масла, представленный на исследование, изготовлен на основе гидрокрекингового масла. Масла, полученные по технологии гидрокрекинга или гидроизомеризации, относятся к синтетическим углеводородным маслам.

В его составе присутствует комплекс присадок добавляемых в моторные масла: антиокислительные - дитиофосфаты цинка и диалкилпроизводные дифениламина (ДФА), моюще-диспергирующие - соли алкилфенолятов, вязкостная присадка полимерной природы.

Кроме того, в составе масла содержится примесь воды в количестве 0,81% масс.

2. Образец моторного масла не может применяться для дальнейшей эксплуатации из-за превышенного содержания в нем примеси воды. Количество воды должно быть не более 0,03 % масс. от общего объема масла.

Эксперт ... .