Ekologické maziva na bázi esteru splňují vysoké technologické a ekologické požadavky

Použití ekologických maziv se doporučuje vždy tam, kde jde o to, udržet na minimu možné poškození životního prostředí, ke kterému by mohlo dojít prosakováním (olejové havárie) nebo úkapy olejové náplně. V některých zemích, například v Německu nebo ve Švédsku, jsou úřady dokonce vyžadovány pro práci v ekologicky citlivých zónách, jako jsou území ochrany vod.

Ekologická maziva musí vedle výkonnostních nároků, jak jsou definovány výrobci strojů (OEM), např. ochrana proti opotřebení a udržování stroje v čistotě, splňovat také požadavky na nároky ekologické. Pomocí testů toxicity a ekologické toxicity se zjišťují možné negativní účinky na savce, ve vodě žijící zvířata a mikroorganismy i rostliny; pomocí biologických testů rozložitelnosti se zjišťuje, zda se v okolí rozloží. Mikroorganismy se v přirozeném prostředí vyskytují vždy a ekologická maziva rychle rozloží. Biologicky nerozložitelné produkty zůstávají dlouhou dobu v přírodě a poškozují ekosystém.
Mikroorganizmy a drobná zvířata žijící v půdě nebo ve vodě, mohou být usmrceny, jakmile se dostanou do kontaktu s mazivy, která obsahují jedovaté složky. I netoxická maziva, která se dostanou do vody, mohou usmrtit ryby nebo dafnie tím, že zablokují jejich dýchací cesty. Z tohoto důvodu je nutné, aby maziva, která se dostanou do biosféry, byla rychle odstraněna, aby se ekosystém mohl rychle zregenerovat. Tohoto cíle je nejlépe dosaženo u produktů, které mikroorganizmy rychle rozloží na nejedovaté finální produkty jako kysličník uhličitý a vodu, tzn., že budou zcela odstraněny z okolního prostředí
V posledních 30 až 50 letech se vyvíjely ekologické a toxikologické vědy. Díky tomuto úsilí se dnes může průmysl opřít o jasně definované a standardizované testy, které zahrnují všechny eko-toxikologické stránky maziv.
Pojem “biologicky odbouratelný” není jasně definován a nepopisuje jednoznačně eko-toxické vlastnosti maziv. Biologické odbourávání se v přírodě odehrává postupně. V prvním kroku, „primárním odbourávání“, vznikají fragmenty, které mohou být pro okolní prostředí stále ještě škodlivé. Při úplném biologickém odbourávání (ultimate biodegradability) jsou finální produkty nejedovaté a jsou tvořeny hlavně oxidem uhličitým a vodou. Označení „Biologicky odbouratelný“ se může vztahovat jak na primární tak i na úplné odbourávání Je, proto nutné povšimnout si toho, jakého rozkládání se tvrzení „biologicky odbouratelný“ týká.
Na počátku 80. let byly vyvinuty testy k určení primárního odbourávání. Ještě dnes je známý především test CEC L 33 A 93 (dříve test T82). Mezinárodně uznávané specifikace pro ekologická maziva nebo ekologické viněty jako např. německý Blauer Engel (Modrý anděl) nebo nový European Eco-Label (evropská eko-viněta) testy primárního odbourávání neakceptují, protože jejich vypovídací schopnost je příliš malá.
Tyto testy zejména neberou v potaz skutečnost, že v prvních krocích odbourávání mohou vznikat látky, které mohou být dokonce větší ekologickou zátěží než výchozí produkty. V prvních krocích biologického odbourávání vznikají menší nové organické molekuly, které mohou být jedovaté a ryby nebo dafnie je mohou snadno přijímat kůží.
Moderní specifikace pro „ekologická maziva“ vyžadují vždy rychlé, úplné biologické odbourávání, neboť jen tím lze zajistit to, aby potenciálně škodlivé komponenty nerozvinuly svůj účinek. Úplné biologické odbourávání maziv se dnes zjišťuje standardizovanými, světově uznávanými testy řady OECD, především OECD 301 B .

Z údajů v tabulce 1 vyplývá, že ester, minerální olej a polyalfaolefiny vykazují různé chování při odbourávání. Maziva na bázi esteru splňují požadavky nároky na biologickou odbouratelnost důležité značky Eco-Label (vyšší než 60 % v testu OECD 301B). U PAO je rozpětí velké. Je známo, že PAO s krátkými řetězci a nízkou viskozitou vykazují dobré hodnoty odbourávání, PAO s vyšší viskozitou – jako se používají např. v motorových a také v hydraulických olejích – však požadavek „vyšší než 60 %“ v testu OECD 301 B nesplňují.
Formulace maziv
Maziva, která splňují vysoké nároky, jsou komplexní směsi z jednoho nebo několika základových olejů a přídavných látek, tzv. aditiv. Důležité vlastnosti jako ochrana proti opotřebení nebo dlouhá životnost vyplývají až ze souhry všech komponentů ve formulaci. Také toxikologické vlastnosti závisí značně na použitých aditivech. Proto je třeba rozlišovat mezi základními oleji a úplnou formulací. Biologická rozložitelnost plně formulovaného maziva může být například podstatně horší než biologická rozložitelnost použitého základního oleje.
Srovnání výkonnosti hydraulických olejů, které se zakládají na nasycených nebo nenasycených esterech
V 80. letech minulého století byly nenasycené estery přírodní jako řepkový olej, ale také synteticky vyrobené, doporučovány a používány pro nejrůznější aplikace. Přes dobrou biologickou odbouratelnost nelze taková maziva použít pro náročné aplikace jako v hydraulických zařízeních, neboť po krátké době způsobují škody díky úkapům a kondenzaci (ucpávání filtrů).
Srovnání výkonnosti hydraulických olejů, které se zakládají na nasycených esterech nebo polyalfaolefinech (PAO)
Nejdůležitějšími kritérii pro ne příliš nákladné mazání jsou:
- ochrana komponentů stroje
- intervaly výměny oleje / množství maziva, které je třeba koupit
- účinky na životní prostředí
- náklady na údržbu
- celkové náklady během životnosti stroje
Ekologická maziva se používají proto, aby se minimalizovaly škodlivé účinky na životní prostředí a také náklady na likvidaci, když se odkapáváním nebo nehodou dostane větší množství do okolního prostředí. Limity biologické odbouratelnosti maziv na bázi PAO ve srovnání s alternativami na bázi nasycených esterů byly zmíněny výše.
Znečištění PAO lze ve vodě snadno rozpoznat, neboť stejně jako minerální olej tvoří na vodní hladině známé, duhově zbarvené kruhy. Znečištění vody PAO nelze opticky odlišit od znečištění minerálním olejem. PAO nenabízejí v tomto aspektu žádnou výhodu oproti minerálním olejům.
Abychom stroje a jejich komponenty chránili za všech pracovních podmínek – od studeného startu až po dlouhodobý provoz za vysokých teplot – má rozhodující význam chování viskozity maziva v celém teplotním spektru. Důležitými parametry v této souvislosti jsou bod tuhnutí a index viskozity. Nízký bod tuhnutí zajišťuje schopnost přečerpávání a vytvoření únosného filmu maziva za chladu; vysoký index viskozity zaručuje, že mazivo zůstane i za vysokých teplot kompaktní a stabilní.
Jen základní oleje PAO s nízkou viskozitou (do cca ISO VG 22) jsou biologicky odbouratelné. Pro dosažení potřebné vyšší viskozity, např. ISO VG 32 nebo ISO VG 46, se používají přídavné látky, tak zvaná zahušťovače (zlepšovače indexu viskozity VII). Z literatury je známo, že existují zahušťovače, které nemohou odolávat silným smykovým silám, které se vyskytují v hydraulických systémech, převodech nebo motorových olejích, a rozmělní se na nízkomolekulární produkty. Tímto mechanickým rozmělněním ztrácí zahušťovače svůj pozitivní účinek na viskozitu – film maziva se zeslabí, což může v extrémních případech vést k poškození stroje.
Orientační pomůcky pro uživatele „ekologických maziv“
Moderní maziva splňují požadavky ohledně hospodárnosti, funkčnosti v praxi a ekologie.
Pro posouzení hospodárnosti je třeba evidovat celkové náklady na mazání zařízení nebo vozového parku po delší dobu, např. 10-ti let. Ty se skládají mimo jiné z nákladů na pořízení maziva, údržbu a nákladů v případě havárie. Funkčnost a slučitelnost se životním prostředím vstupují přímo do výpočtu hospodárnosti.
Aby bylo bez velkých nákladů možné učinit správná rozhodnutí pro koupi, vytvořily různé organizace tak zvané „Eco-Labels pro ekologická maziva“, zmínit je třeba zejména etiketu Blaue Engel v Německu, Swedish Standard a nedávno nově zavedený Eco-Label pro maziva Evropského společenství. Výrobky, které nesou jedno z těchto označení, splňují požadavky, které jsou dnes kladeny na ekologické maziva.
Nedoporučujeme používat výrobky, které nesplňují všechny požadavky Eco-Labels a např. se vychvalují pouze výsledkem testu, většinou biologickou odbouratelností. „Ekologický“ je více než jen primárně biologicky odbouratelný; toxicita vůči zvířatům ve vodě a v půdě je stejně důležitým aspektem.
Pro posouzení funkčnosti je třeba použít především doložené zkušenosti z praxe. Specifikace, jak jsou publikovány „Německou průmyslovou normou“ (DIN), „Mezinárodní organizací pro standardizaci“ (ISO), jsou další pomůckou při rozhodování.
Ekologická maziva se používají již více než dvacet let. Na počátku se od nenasycených esterů přírodního (např. řepkového oleje) nebo syntetického původu očekávalo mnoho, jak již dnes víme, příliš mnoho. Vysoce kvalitní formulace olejů na bázi nasycených esterů jsou dnes číslem jedna na světovém trhu. Ty se v praxi osvědčily v mnoha milionech hodin provozu bez technických problémů.
Shrnutí
Ekologická maziva lze na trhu snadno poznat, neboť nesou jednu nebo několik Eco-Labels na etiketě a splňují příslušné mezinárodně uznávané specifikace; příkladem jsou maziva, certifikovaná organizacemi „Blauer Engel“ nebo „Swedish Standard“. Jen tato splňují požadavky, které musí být kladeny na ekologický produkt.
Výrobky, které jsou označeny jen jako „biologicky odbouratelné“, možná nesplňují všechny tyto požadavky, zejména je možné, že se v okolním prostředí nerozloží rychle a úplně.
Pro velmi náročné použití jsou zvláště vhodné formulace, které se zakládají na nasycených esterech, protože tyto tvoří v celém teplotním spektru a také při vysokém mechanickém zatížení akceptovatelný film maziva a zařízení tak optimálně chrání.
Maziva, jejichž viskozita je nastavena pomocí zhušťovače (zlepšovač indexu viskozity VII), mohou při vysokém teplotním a mechanickém zatížení zřídnout, což může vést k oslabení filmu maziva a tím k poškození stroje opotřebením. Polyalfaolefiny s třídami viskozity ISO VG 32, 46 a vyššími mohou vykazovat tuto technickou nevýhodu podle použitých zhušťovačů.
Ekonomické, technologické a ekologické požadavky dnes optimálně splňují především kvalitní formulace maziv na bázi nasycených esterů a speciálně vyvinutých systémů aditiv.
Text: Radim Stašo

Späť

Aktuálne vydanie

Partnerské periodiká

TriboTechnika


www.tribotechnika.sk

SolarTechnika


www.solartechnika.sk