EP-Additiv ist ein Thema, das die Aufmerksamkeit von Millionen Menschen auf der ganzen Welt erregt hat. Aufgrund seiner großen Tragweite und seiner Auswirkungen auf die Gesellschaft hat dieses Thema sowohl in den Medien als auch in der Öffentlichkeit zu intensiven Debatten geführt. Von seinen Anfängen bis zu seinem heutigen Einfluss hat EP-Additiv einen unauslöschlichen Eindruck in der Geschichte hinterlassen und Einzelpersonen und Gemeinschaften gleichermaßen beeinflusst. In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Facetten von EP-Additiv im Detail untersuchen und seine Auswirkungen, Implikationen und möglichen Lösungen analysieren.
EP-Additive (Extreme-Pressure-Additive) werden Schmierstoffen zugesetzt und verbessern deren tribologische Eigenschaften, d. h., sie verhindern das Verschweißen von zwei aneinander reibenden metallischen Werkstoffen.
Sobald extrem hohe Drücke bzw. Lasten zwischen zwei aneinander reibenden Werkstoffen auftreten, kann ein Verschweißen der beiden Werkstoffe eintreten. In diesem Falle sind EP-Additive in Schmierstoffen unentbehrlich. Unter hohen Drücken bzw. Lasten entstehen im Schmierstoff hohe Temperaturen. Hierbei wird aus dem EP-Additiv Schwefel (Schwefelträger), ein Phosphorsäurederivat (phosphorhaltige Verbindungen) oder Chlorkohlenwasserstoff (Chlorparaffine) freigesetzt. Die freigesetzte Substanz reagiert bei diesen Bedingungen sofort mit der Metalloberfläche zu Metallsulfiden, -phosphaten oder chloriden. Die Verbindungen bilden auf der Metalloberfläche Schichten, die unter dem hohen Druck abgeschert werden, wodurch ein Verschweißen der Metalloberflächen verhindert wird. Zugleich können EP-Additive jedoch den Verschleiß erhöhen, da durch die entstandenen Metallverbindungen Metall von der Oberfläche der Werkstoffe verloren geht.
Folgende tribologische Anforderungen werden an Schmierstoffe gestellt:
Da die EP-Additive zwar vor einem Verschweißen schützen, aber selbst den Verschleiß erhöhen, müssen die Additive in Schmierstoffen sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Um das Optimum zwischen den Additiven zu finden, sind viele Versuche und Erfahrung notwendig. Überdosierungen von bestimmten Additiven können deren Vorteile wiederum verkehren.
In der Regel werden schwefel-, phosphor- oder chlorhaltige organische Verbindungen als EP-Additive eingesetzt. Die Verbindungen müssen so aufgebaut sein, dass im Schmierstoff nur bei Bedarf (also bei hohen Drücken bzw. Lasten), eine Substanz freigesetzt wird, welche auf der Metalloberfläche eine Schutzschicht, etwa aus Sulfiden, Phosphaten oder Chloriden, bildet.
Schwefelhaltige Verbindungen spalten bei hohem Druck Schwefel ab, das auf der Metalloberfläche zu einer Schicht – bei Eisen aus den Eisensulfiden Eisen(II)-sulfid (FeS), Eisen(II)-disulfid (FeS2) oder Eisen(III)-sulfid (Fe2S3) – führt.
Schwefelträger sind klassische EP-Additive und können bis zu 40 Gew.-% Schwefel enthalten. Meistens handelt es sich um organische Verbindungen mit Doppelbindungen (Olefine, Ester, Fettsäuren oder Triglyceride), die schwefelvernetzt werden. Man unterscheidet inaktive und aktive Schwefelträger, je nachdem, ob Schwefel bei einer niederen oder hohen Temperatur freigesetzt wird. Schwefelträger mit polaren Gruppen wirken ebenso als Friction Modifier.
Diese Verbindungen führen bei hohem Druck zur Bildung von Metallphosphaten auf den metallischen Oberflächen.
Dialkyldithiophosphate sind Multifunktions-Additive. Sie wirken vor allem als AW-Additiv, aber auch als EP-Additiv und als Antioxidans.
Dimercaptothiadiazol-Derivate sind klassische Buntmetall-Inhibitoren. Sie wirken aber auch als EP-Additiv.
Chlorparaffine spalten bei hohem Druck bzw. hoher Temperatur Chlorwasserstoff ab, der mit dem metallischen Werkstoff reagiert und eine Chloridschicht, etwa aus Eisen(II)-chlorid (FeCl2) und Eisen(III)-chlorid (FeCl3)2, bildet.
Chlorparaffine sind schwefelfreie EP-Additive, deren Technologie veraltet und deren Verwendung rückläufig ist. Die verwendeten Gemische chlorierter Kohlenwasserstoffe sind hochwirksam, jedoch gesundheitlich sehr bedenklich. Aufgrund ihrer extrem hohen Stabilität verursachen Chlorparaffine hohe Entsorgungskosten.