Schmierstoffe

 

Grundlagen

Schmierstoff ist die Sammelbezeichnung für Stoffe, die die Reibung und Beanspruchung sich gegen- oder aufeinander bewegender Maschinenteile vermindern. Pflanzenöle sowie -derivate sind prinzipiell sehr gut geeignet für den Einsatz als Schmierstoffe, denn sie weisen ein generell besseres Schmierungsverhalten als herkömmliche Schmierstoffe auf Mineralölbasis auf:

  • bessere tribologische Eigenschaften (anti wear)
  • sehr gute biologische Abbaubarkeit
  • WGK 0-1, d.h. (sehr) geringe aquatische Toxizität
  • höhere Viskositätsklassen erreichbar (VI-Index)
  • Den generellen Vorteilen von Bioölen gegenüber Mineralölen steht als einziger genereller Nachteil der höhere Rohstoffpreis entgegen. Dieser relativiert sich jedoch häufig bei einer Gesamtkostenbetrachtung durch Geräteschonung, verlängerte Ölwechselintervalle, niedrigere Aufwendungen für Entsorgung oder Schadensbehebung (Ölunfällen).

    Pflanzenöle genauso wie aus ihnen hergestellte Fettsäureester sind polare Verbindungen, sie besitzen sowohl hydrophile (Estergruppe) als auch hydrophobe Eigenschaften (Kohlenstoffkette des Fettsäurerestes). Die Kombination aus der wasserabweisenden Kohlenwasserstoffkette des Fettsäureresters und der polaren Carboxylgruppe ermöglicht eine Miszellenbildung, wie sie von Tensiden her bekannt ist. Die Oberflächenspannung liegt im Bereich anderer polarer organischer Stoffe. Aufgrund ihrer niedrigen Viskosität und der charakteristischen Oberflächenspannung benetzen Fettsäureester Oberflächen sehr gut. Auf metallischen Oberflächen führen intermolekulare Wechselwirkung (Van der Waals Kräfte, Wasserstoffbrückenbindungen, Metalloxidbindungen) zu fest haftenden Schmierfilmen, die einen sehr guten Schutz vor Reibung bieten.

    Aufgrund ihrer besonderen Fettsäurezusammensetzung sind auch die Öle selbst vielfältig in Schmierstoffen einsetzbar. Durch die Veresterung von Ölsäure mit ausgewählten Mono- oder Polyalkoholen kann eine breite Palette von Esterölen mit spezifischen physikalisch-chemischen Eigenschaften hergestellt werden. Die Fettsäureester können daher schon bei der Herstellung auf die verschiedensten anwendungsspezifischen Anforderungen zugeschnitten werden. Sie können z. B. mit genau definierten Werten für Fließpunkt, Viskosität, Stabilität, Polarität, Schmiereigenschaften, Emulgierverhalten usw. hergestellt werden - dementsprechend groß ist das Produktangebot. Typische Vertreter sind die Alkohole Trimethylolpropan (TMP), Pentaerythritol und Neopentylglykol, die durch Veresterung mit Ölsäure zu wichtigen Schmierstoffflüssigkeiten weiter Viskositätsklassen (ISO VG 22 bis ISO VG 460) verarbeitet werden. Die wichtigsten Eigenschaften dieser Ester sind:

  • hohe Wärmebeständigkeit,
  • niedriger Fließpunkt,
  • niedrige Noack-Werte,
  • ausgezeichnete VI-Werte (einstellbar),
  • hohe Verschleißfestigkeit,
  • hohe Scherfestigkeit,
  • biologische Abbaubarkeit von über 90 % nach 3 Wochen (Methode: CEC-L-33-A-93).
  • Tabelle: Absatz von mineralölbasierten Schmierstoffen und Hydraulikölen in Deutschland 1992-98

    Quelle: Mineralölwirtschaftsverband