जिंक डाइथियोफॉस्फेट: Difference between revisions
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ZDDPs का मुख्य अनुप्रयोग ग्रीस (स्नेहक), [[हाइड्रोलिक तेल]], और [[मोटर ऑयल]] सहित स्नेहक में AW योगात्मक | ZDDPs का मुख्य अनुप्रयोग ग्रीस (स्नेहक), [[हाइड्रोलिक तेल]], और [[मोटर ऑयल|मोटर]] तेलों सहित स्नेहक में AW योगात्मक पहनने-रोधी योजक के रूप में है। ZDDPs संक्षारण अवरोधकों और प्रतिऑक्सीकारकों के रूप में भी कार्य करते हैं। कुछ रेसिंग तेलों में आधुनिक, ऊर्जा-संरक्षण कम चिपचिपाहट वाले तेलों के लिए लुब्रिकेंट्स में सांद्रता 600 ppm से लेकर 2000 ppm तक होती है। | ||
यह बताया गया है कि | यह बताया गया है कि जिंक और फास्फोरस उत्सर्जन उत्प्रेरक कन्वर्टर्स को क्षति पहुंचा सकते हैं और गैसोलीन इंजनों के लिए स्नेहक तेलों के मानक फॉर्मूलेशन ने अब [[अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट]] के नए API SM और SN तेलों में इस योजक की एकाग्रता को सीमित करने के कारण योजक की मात्रा कम कर दी है; चूँकि , यह केवल 20 और 30 ग्रेड के "ILSAC" तेलों को प्रभावित करता है। ग्रेड 40 और उच्चतर में ZDDP की सांद्रता के संबंध में कोई नियमन नहीं है, API CJ-4 विनिर्देश को पूरा करने वाले डीजल तेलों को छोड़कर, जिनमें ZDDP का स्तर थोड़ा कम कर दिया गया है, चूँकि अधिकांश डीजल हेवी-ड्यूटी इंजन तेलों में अभी भी इस योज्य की उच्च सांद्रता है।<ref>{{cite web|title=ZDDP Engine Oil – The Zinc Factor|url=http://www.mustangmonthly.com/techarticles/mump_0907_zddp_zinc_additive_engine_oil/index.html|publisher=Mustang Monthly|access-date=2009-09-19}}</ref> कम ZDDP वाले क्रैंककेस तेलों को क्लासिक/कलेक्टर कार फ्लैट-टैपेट कैमशाफ्ट और लिफ्टर्स को क्षति, या विफलता के कारण के रूप में उद्धृत किया गया है, जो उनके संपर्क चेहरों पर बहुत उच्च सीमा परत दबाव और/या कतरनी बलों से गुजरते हैं, और अन्य क्षेत्रों में जैसे कि मुख्य बीयरिंग, और पिस्टन के छल्ले और पिन,आधुनिक इंजनों में [[कैंषफ़्ट]] लोब घर्षण को कम करने के लिए रोलर कैंषफ़्ट / [[कैमरे का पीछा करने वाला]] का अधिक उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite web |url=http://www.hotrod.com/how-to/engine/ccrp-0403-roller-camshafts/ |title=Roller Camshafts – Roll With It |last1=McGean |first1=Terry |date=1 March 2004 |website=www.hotrod.com |access-date= 26 January 2016}}</ref> ऐसे योगक भी हैं, जैसे STP ऑयल ट्रीटमेंट, और कुछ रेसिंग तेल जैसे PurOl, PennGrade 1, और Valvoline VR-1, Kixx Hydraulic Oil, जो रिटेल मार्केट में उपलब्ध हैं और जहां बढ़ी हुई वाल्व स्प्रिंग दबाव का उपयोग करने वाले इंजन के लिए आवश्यक मात्रा में ZDDP होता है। | ||
=== [[ tribofilm ]] गठन तंत्र === | === [[ tribofilm | ट्राइबोफिल्म]] गठन तंत्र === | ||
ZDDP | विभिन्न तंत्रों की प्रस्तावित की गई हैं जिनसे सिद्ध होता है कि ZDDP सतहों पर संरक्षक ट्राइबोफिल्म बनाता है।<ref name=":0" /> अणु-स्थानिक परम-बाल विमर्श (AFM) प्रयोगों में दिखाया गया है कि ZDDP ट्राइबोफिल्म का विकास लगभग लगातार बढ़ता है, जो लागू दबाव और तापमान दोनों के साथ घटित होता है, जो तनाव-संचालित तापमान प्रेरित अवक्रमण अवरोधक प्रतिक्रिया दर मॉडल के साथ संगत है।<ref>{{Cite journal|last1=Gosvami|first1=N. N.|last2=Bares|first2=J. A.|last3=Mangolini|first3=F.|last4=Konicek|first4=A. R.|last5=Yablon|first5=D. G.|last6=Carpick|first6=R. W.|date=2015-04-03|title=सिंगल-एस्पेरिटी स्लाइडिंग कॉन्टैक्ट्स द्वारा सीटू में एंटीवायर ट्राइबोफिल्म ग्रोथ के तंत्र का पता चला|journal=Science|language=en|volume=348|issue=6230|pages=102–106|doi=10.1126/science.1258788|issn=0036-8075|pmid=25765069|bibcode=2015Sci...348..102G|url=http://eprints.whiterose.ac.uk/91820/1/Gosvami_Revised%20Manuscript.pdf|doi-access=free}}</ref> इसके बाद, नजरअंदाज की गई सतह-सतह संपर्क के साथ प्रयोगों ने दिखाया कि फिल्म गठन दर लागू घसीटने के तनाव पर निर्भर करती है।<ref>{{Cite journal|last1=Zhang|first1=Jie|last2=Spikes|first2=Hugh|date=2016-08-01|title=ZDDP एंटीवायर फिल्म फॉर्मेशन के तंत्र पर|journal=Tribology Letters|language=en|volume=63|issue=2|pages=24|doi=10.1007/s11249-016-0706-7|issn=1023-8883|doi-access=free}}</ref> | ||
== संश्लेषण और संरचना == | == संश्लेषण और संरचना == | ||
Zn | जिंक डाइथियोफॉस्फेट का सूत्र Zn[(S<sub>2</sub>P(OR)<sub>2</sub>]<sub>2</sub>,है जिसमें विविध R समूह होते हैं। सामान्यतः, R लंबाई में 1-14 कार्बन के बीच एक शाखित या रैखिक एल्काइल होता है। उदाहरणों में 2-ब्यूटाइल, पेंटाइल, हेक्साइल, 1,3-डाइमिथाइलब्यूटिल, हेप्टाइल, ऑक्टाइल, आइसोक्टाइल (2-एथिलहेक्सिल), 6-मिथाइलहेप्टाइल, 1-मिथाइलप्रोपाइल, डोडेसिलफेनिल और अन्य सम्मलित हैं। CAS नंबर {{CASREF|CAS=84605-29-8}} के अंतर्गत जिंक डायलकाइल (C3-C6) डाइथियोफॉस्फेट का मिश्रण सम्मलित होता है। अन्य उदाहरणों की सूची उनके CAS नंबर के साथ [https://web.archive.org/web/20070328094335/http://apps.kemi.se/flodessok/floden/kemamne_eng/zinkdialkyl_eng.htm यहां] दी गई है। | ||
जिंक डाइथियोफॉस्फेट का उत्पादन दो चरणों में होता है। डायथियोफॉस्फोरिक एसिड देने के लिए पहले [[फास्फोरस पेंटासल्फाइड]] को उपयुक्त अल्कोहल (रसायन) ( | जिंक डाइथियोफॉस्फेट का उत्पादन दो चरणों में होता है। डायथियोफॉस्फोरिक एसिड देने के लिए पहले [[फास्फोरस पेंटासल्फाइड]] को उपयुक्त अल्कोहल (रसायन) (ROH) के साथ विक्रिय किया जाता है। अल्कोहल की एक विस्तृत विविधता को नियोजित किया जा सकता है, जो अंतिम जिंक उत्पाद की लिपोफिलिसिटी को ठीक करने की अनुमति देता है। परिणामस्वरूप मिले डाइथियोफॉस्फेट को [[ ज़िंक ऑक्साइड |ज़िंक ऑक्साइड]] जोड़कर निष्प्रभावी किया जाता है:<ref name = johnson>{{cite journal | author = D. Johnson and J. Hils | title = स्नेहक योजक के रूप में फॉस्फेट एस्टर, थियोफॉस्फेट एस्टर और धातु थियोफॉस्फेट| journal = Lubricants | volume = 1 | issue = 4 | pages = 132–148 | doi = 10.3390/lubricants1040132 | year = 2013| doi-access = free }}</ref><ref>{{cite book | chapter = Zinc Dithiophosphates | author = Randolph A. McDonald | title = Lubricant Additives: Chemistry and Applications | editor = Leslie R. Rudnick | chapter-url = https://books.google.com/books?id=cwWgbmL5fyIC&pg=PA30 | chapter-format = Google Books excerpt | publisher = CRC Press | year = 2003| isbn = 9780824747404 }}</ref> | ||
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=== संरचनात्मक रसायन === | === संरचनात्मक रसायन === | ||
Zn में [( | Zn में [(S<sub>2</sub>P(OR)<sub>2</sub>]<sub>2</sub> जिंक में चतुष्फलकीय ज्यामिति होती है। यह मोनोमेरिक यौगिक Zn[(S<sub>2</sub>P(OR)<sub>2</sub>]<sub>2</sub> डिमर्स, [[ ओलिगोमेर |ओलिगोमेर]] और पॉलिमर [Zn[(S<sub>2</sub>P(OR)<sub>2</sub>]<sub>2</sub>]<sub>n</sub> (n > 1) के साथ संतुलन में उपस्थित होता है ।<ref name = johnson/>उदाहरण के लिए, जिंक डायथाइलडिथियोफॉस्फेट, Zn[(S<sub>2</sub>P(OEt)<sub>2</sub>]<sub>2</sub>, रैखिक श्रृंखलाओं से युक्त एक बहुलक ठोस के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है।<ref>{{ cite journal | journal = Acta Crystallogr. B | year = 1969 | volume = 25 | pages = 2303–2309 | title = धातु डायथिलिथिथियोफॉस्फेट की क्रिस्टल संरचना। I. जिंक डायथाइलडिथियोफॉस्फेट|author1=T. Ito |author2=T. Igarashi |author3=H. Hagihara | doi = 10.1107/S0567740869005619 | issue = 11 |url=http://journals.iucr.org/b/issues/1969/11/00/a06973/a06973.pdf }}</ref> Zn[(S<sub>2</sub>P(OR)<sub>2</sub>]<sub>2</sub> के अतिरिक्त जिंक ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया से ऑक्सीजन-केंद्रित क्लस्टर, Zn<sub>4</sub>O[(S<sub>2</sub>P(OR)<sub>2</sub>]<sub>6</sub> उत्पन्न होता है, जो [[जिंक एसीटेट]] के लिए देखी गई संरचना को अपनाता है।<ref name = johnson/> | ||
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जिंक डाइथियोफॉस्फेट (जिसे अधिकांशतः ZDDP के रूप में संदर्भित किया जाता है) 1940 के दशक में विकसित हुए समन्वय यौगिक का परिवार है, जिसमें ज़िंक को डायलकाइलीडिथियोफॉस्फोरिक नमक (जैसे, अमोनियम डायथाइल डाइथियोफॉस्फेट) के आयनों से बंधा होता है।[1] ये अनावेशित यौगिक लवण नहीं हैं। वे रासायनिक ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में घुलनशील होते हैं, और लंबी श्रृंखला के डेरिवेटिव खनिज तेल और स्नेहक के रूप में उपयोग किए जाने वाले सिंथेटिक तेल में आसानी से घुल जाते हैं। ये CAS नंबर के अंतर्गत आते हैं। आफ्टरमार्केट तेल योगकों में, ZDDP का प्रतिशत लगभग 2 से 15% के बीच होता है।[2] जिंक डाइथियोफॉस्फेट्स के कई नाम हैं, जिनमें ZDDP, ZnDTP और ZDP सम्मलित हैं।
अनुप्रयोग
ZDDPs का मुख्य अनुप्रयोग ग्रीस (स्नेहक), हाइड्रोलिक तेल, और मोटर तेलों सहित स्नेहक में AW योगात्मक पहनने-रोधी योजक के रूप में है। ZDDPs संक्षारण अवरोधकों और प्रतिऑक्सीकारकों के रूप में भी कार्य करते हैं। कुछ रेसिंग तेलों में आधुनिक, ऊर्जा-संरक्षण कम चिपचिपाहट वाले तेलों के लिए लुब्रिकेंट्स में सांद्रता 600 ppm से लेकर 2000 ppm तक होती है।
यह बताया गया है कि जिंक और फास्फोरस उत्सर्जन उत्प्रेरक कन्वर्टर्स को क्षति पहुंचा सकते हैं और गैसोलीन इंजनों के लिए स्नेहक तेलों के मानक फॉर्मूलेशन ने अब अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट के नए API SM और SN तेलों में इस योजक की एकाग्रता को सीमित करने के कारण योजक की मात्रा कम कर दी है; चूँकि , यह केवल 20 और 30 ग्रेड के "ILSAC" तेलों को प्रभावित करता है। ग्रेड 40 और उच्चतर में ZDDP की सांद्रता के संबंध में कोई नियमन नहीं है, API CJ-4 विनिर्देश को पूरा करने वाले डीजल तेलों को छोड़कर, जिनमें ZDDP का स्तर थोड़ा कम कर दिया गया है, चूँकि अधिकांश डीजल हेवी-ड्यूटी इंजन तेलों में अभी भी इस योज्य की उच्च सांद्रता है।[3] कम ZDDP वाले क्रैंककेस तेलों को क्लासिक/कलेक्टर कार फ्लैट-टैपेट कैमशाफ्ट और लिफ्टर्स को क्षति, या विफलता के कारण के रूप में उद्धृत किया गया है, जो उनके संपर्क चेहरों पर बहुत उच्च सीमा परत दबाव और/या कतरनी बलों से गुजरते हैं, और अन्य क्षेत्रों में जैसे कि मुख्य बीयरिंग, और पिस्टन के छल्ले और पिन,आधुनिक इंजनों में कैंषफ़्ट लोब घर्षण को कम करने के लिए रोलर कैंषफ़्ट / कैमरे का पीछा करने वाला का अधिक उपयोग किया जाता है।[4] ऐसे योगक भी हैं, जैसे STP ऑयल ट्रीटमेंट, और कुछ रेसिंग तेल जैसे PurOl, PennGrade 1, और Valvoline VR-1, Kixx Hydraulic Oil, जो रिटेल मार्केट में उपलब्ध हैं और जहां बढ़ी हुई वाल्व स्प्रिंग दबाव का उपयोग करने वाले इंजन के लिए आवश्यक मात्रा में ZDDP होता है।
ट्राइबोफिल्म गठन तंत्र
विभिन्न तंत्रों की प्रस्तावित की गई हैं जिनसे सिद्ध होता है कि ZDDP सतहों पर संरक्षक ट्राइबोफिल्म बनाता है।[1] अणु-स्थानिक परम-बाल विमर्श (AFM) प्रयोगों में दिखाया गया है कि ZDDP ट्राइबोफिल्म का विकास लगभग लगातार बढ़ता है, जो लागू दबाव और तापमान दोनों के साथ घटित होता है, जो तनाव-संचालित तापमान प्रेरित अवक्रमण अवरोधक प्रतिक्रिया दर मॉडल के साथ संगत है।[5] इसके बाद, नजरअंदाज की गई सतह-सतह संपर्क के साथ प्रयोगों ने दिखाया कि फिल्म गठन दर लागू घसीटने के तनाव पर निर्भर करती है।[6]
संश्लेषण और संरचना
जिंक डाइथियोफॉस्फेट का सूत्र Zn[(S2P(OR)2]2,है जिसमें विविध R समूह होते हैं। सामान्यतः, R लंबाई में 1-14 कार्बन के बीच एक शाखित या रैखिक एल्काइल होता है। उदाहरणों में 2-ब्यूटाइल, पेंटाइल, हेक्साइल, 1,3-डाइमिथाइलब्यूटिल, हेप्टाइल, ऑक्टाइल, आइसोक्टाइल (2-एथिलहेक्सिल), 6-मिथाइलहेप्टाइल, 1-मिथाइलप्रोपाइल, डोडेसिलफेनिल और अन्य सम्मलित हैं। CAS नंबर के अंतर्गत जिंक डायलकाइल (C3-C6) डाइथियोफॉस्फेट का मिश्रण सम्मलित होता है। अन्य उदाहरणों की सूची उनके CAS नंबर के साथ यहां दी गई है।
जिंक डाइथियोफॉस्फेट का उत्पादन दो चरणों में होता है। डायथियोफॉस्फोरिक एसिड देने के लिए पहले फास्फोरस पेंटासल्फाइड को उपयुक्त अल्कोहल (रसायन) (ROH) के साथ विक्रिय किया जाता है। अल्कोहल की एक विस्तृत विविधता को नियोजित किया जा सकता है, जो अंतिम जिंक उत्पाद की लिपोफिलिसिटी को ठीक करने की अनुमति देता है। परिणामस्वरूप मिले डाइथियोफॉस्फेट को ज़िंक ऑक्साइड जोड़कर निष्प्रभावी किया जाता है:[7][8]
- P2S5 + 4 ROH → 2 (RO)2PS2H + H2S
- 2 (RO)2PS2H + ZnO → Zn[(S2P(OR)2]2 + H2O
संरचनात्मक रसायन
Zn में [(S2P(OR)2]2 जिंक में चतुष्फलकीय ज्यामिति होती है। यह मोनोमेरिक यौगिक Zn[(S2P(OR)2]2 डिमर्स, ओलिगोमेर और पॉलिमर [Zn[(S2P(OR)2]2]n (n > 1) के साथ संतुलन में उपस्थित होता है ।[7]उदाहरण के लिए, जिंक डायथाइलडिथियोफॉस्फेट, Zn[(S2P(OEt)2]2, रैखिक श्रृंखलाओं से युक्त एक बहुलक ठोस के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है।[9] Zn[(S2P(OR)2]2 के अतिरिक्त जिंक ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया से ऑक्सीजन-केंद्रित क्लस्टर, Zn4O[(S2P(OR)2]6 उत्पन्न होता है, जो जिंक एसीटेट के लिए देखी गई संरचना को अपनाता है।[7]
यह भी देखें
- संक्रमण धातु डाइथियोफॉस्फेट परिसर
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Spikes, H. (2004-10-01). "ZDDP का इतिहास और तंत्र". Tribology Letters (in English). 17 (3): 469–489. doi:10.1023/B:TRIL.0000044495.26882.b5. ISSN 1023-8883. S2CID 7163944.
- ↑ Allyson M. Barnes, Keith D. Bartle and Vincent R. A. Thibo "A review of zinc dialkyldithiophosphates (ZDDPS): characterisation and role in the lubricating oil". Tribology International, 2001, pp. 389–395. doi:10.1016/S0301-679X(01)00028-7.
- ↑ "ZDDP Engine Oil – The Zinc Factor". Mustang Monthly. Retrieved 2009-09-19.
- ↑ McGean, Terry (1 March 2004). "Roller Camshafts – Roll With It". www.hotrod.com. Retrieved 26 January 2016.
- ↑ Gosvami, N. N.; Bares, J. A.; Mangolini, F.; Konicek, A. R.; Yablon, D. G.; Carpick, R. W. (2015-04-03). "सिंगल-एस्पेरिटी स्लाइडिंग कॉन्टैक्ट्स द्वारा सीटू में एंटीवायर ट्राइबोफिल्म ग्रोथ के तंत्र का पता चला" (PDF). Science (in English). 348 (6230): 102–106. Bibcode:2015Sci...348..102G. doi:10.1126/science.1258788. ISSN 0036-8075. PMID 25765069.
- ↑ Zhang, Jie; Spikes, Hugh (2016-08-01). "ZDDP एंटीवायर फिल्म फॉर्मेशन के तंत्र पर". Tribology Letters (in English). 63 (2): 24. doi:10.1007/s11249-016-0706-7. ISSN 1023-8883.
- ↑ 7.0 7.1 7.2 D. Johnson and J. Hils (2013). "स्नेहक योजक के रूप में फॉस्फेट एस्टर, थियोफॉस्फेट एस्टर और धातु थियोफॉस्फेट". Lubricants. 1 (4): 132–148. doi:10.3390/lubricants1040132.
- ↑ Randolph A. McDonald (2003). "Zinc Dithiophosphates" (Google Books excerpt). In Leslie R. Rudnick (ed.). Lubricant Additives: Chemistry and Applications. CRC Press. ISBN 9780824747404.
- ↑ T. Ito; T. Igarashi; H. Hagihara (1969). "धातु डायथिलिथिथियोफॉस्फेट की क्रिस्टल संरचना। I. जिंक डायथाइलडिथियोफॉस्फेट" (PDF). Acta Crystallogr. B. 25 (11): 2303–2309. doi:10.1107/S0567740869005619.
