Naftna bazna ulja

Naftna bazna ulja su pročišćeni oblik sirove nafte i koriste se za podmazivanje od samih začetaka autoindustrije. Ono mora proći nekoliko koraka purifikacije kako bi se poboljšale ključne kvalitete za podmazivanje:
• Indeks viskoznosti (VI) – mjera sposobnosti ulja da zadrži viskozitet na širokom rasponu temperature. Što je veći broj, to je manja promjena u viskoznosti s promjenom temperature.
• Performanse na niskim temperaturama – što bolje ulje teče na niskim temperaturama, to je bolja zaštita motora prilikom paljenja u uvjetima niskih temperatura.
• Performanse na visokim temperaturama – prilikom ekstremnih vrućina pitanje je da li će se ulje previše razrijediti i da li će dijelovi motora doći u kontakt kao rezultat gubitka viskoznosti. Bolja ulja će biti učinkovitija na ekstremnim vrućinama.
• Oksidacijski otpor – oksidacija se događa kada kisik reagira s komponentama unutar ulja te se stvara mulj ili druge naslage, što dovodi do povećane viskoznosti ulja i težeg rada motora prilikom pumpanja ulja kroz motor.

Pseudo-sintetska bazna ulja

Postoje naftni lubrikanti toliko čisti i rafinirani, da se mogu nazvati i sintetičkim. Iako nisu napravljeni od prave sintetičke baze, toliko imaju malo zajedničkog s naftnim osnovama da ih se svrstava u sintetička (i potpuno je dozvoljeno da ih proizvođači nazivaju sintetičkim uljima). To se postiže tako da naftna bazna ulja podliježu ekstremnom procesu rafinacije (hydrocracking) – ono mijenja strukturu tako da mnoge molekule razbija i veže u stabilnije spojeve, što rezultira baznim uljem s puno boljom termalnom i oksidacijskom stabilnošću, kao i mogućnosti da zadrži viskoznost kroz širi raspon temperatura u usporedbi s naftnim baznim uljima.

Sintetska bazna ulja

Zbog toga što se u proizvodnji sintetske baze već odabiru najbolji spojevi, nema kontaminacije materijala i sl., sintetska baza ima puno prednosti nad standardnom naftnom bazom – poboljšane performanse pri visokim i niskim temperaturama, poboljšana termalna i oksidacijska stabilnost, unaprijeđene karakteristike trenja i duži životni vijek podmazivanja. Postoji tri osnovna oblika kemijskih spojeva koji se koriste u autoindustriji kao sintetska baza: Polialfaolefini (PAO) – najčešće korišteni, diesteri i poliesteri.

Aditivi

Dvije su temeljne upotrebe aditiva u uljima – služe za poboljšanje karakteristika viskoznosti, te za održavanje stabilnosti lubrikanta. Za poboljšanje tijeka ulja prilikom niskih temperatura koriste se Pour Point Depressants aditivi, a koriste se za ulja s naftnom bazom (s obzirom da za sintetiku ne treba). Naime, u naftnim bazama se zbog voštanih sastojaka događa kristalizacija u niskim temperaturnim uvjetima, što utječe na podebljanje ulja i smanjeni tijek ulja prilikom niskih temperatura. Za razliku od uvriježenog mišljenja, PPD ne inhibiraju kristalizaciju nego se apsorbiraju u kristale umjesto ulja, što povećava količinu ulja u slobodnom tijeku (ne zadržava se ulje u kristalima).

Unaprijeđivači indeksa viskoznosti su polimeri koji se šire i sužavaju ovisno o promjenama temperature – pri niskim temperaturama su kompaktni i ne utječu na viskoznost lubrikanta, dok se pri visokim temperaturama šire i u velike lance koji značajno povećavaju viskoznost lubrikanta. Pravilo je da što je polimer veće molekularne mase, to je veća vjerojatnost da će lanac puknuti i tako umanjiti učinak samih aditiva. Kako se u uljima s naftnim bazama moraju koristiti polimeri veće mase (zbog većeg gubitka viskoznosti pri visokim temperaturama), to efektivno znači i da će kraće zadržavati mogućnost održavanja viskoznosti na visokim temperaturama u odnosu na sintetičke baze.

Stabilnost lubrikanta ovisi i o kontaminaciji i/ili oksidaciji koje utječu na životni vjiek ulja, a zato se često koriste aditivi kako bi produžili životni vijek ulja. Deterdženti i disperzanti se koriste kako bi se umanjio mulj i ostale naslage – disperzanti smanjuju vjerojatnost nastanka, a deterdženti odstranjuju postojeće naslage i mulj. Iako su potrebni za čistoću motora, ponekad deterdženti i disperzanti mogu imati negativni učinak – utječu na stvaranje pjene (mjehurići zraka) koja smanjuje kvalitete podmazivanja motornog ulja. Zato se koriste Agenti za suzbijanje pjene koji se sastoje od malih količina silikona ili drugih sastojaka koji kontroliraju taj fenomen.

Za zaštitu motora se koriste i inhibitori oksidacije, korozije i razni agensi protiv trošenja. Agensi protiv trošenja funkcioniranju na slijedeći način – kako je kontakt dviju površina u motoru nemoguće u potpunosti izbjeći, kvalitetna ulja koriste spoj cinka i fosfora kako bi obložili metalne površine, stvarajući tako zaštitni sloj koji štiti dijelove motora od trošenja.