Composés organo-soufrés dans l’industrie des lubrifiants.

Les composés organo-soufrés occupent une place importante dans l’industrie des lubrifiants. Ils sont largement utilisés comme additifs extrême pression (EP) et anti-usure (AW) pour les fluides de travail des métaux et dans d’autres lubrifiants industriels tels que huiles pour glissières de machines-outils et huiles pour engrenages. Leur rôle est de diminuer le frottement des surfaces sous des pressions et des températures élevées et de protéger la surface contre l’usure. Ils fonctionnent en formant une couche chimiquement réactive avec la surface métallique appelée tribofilm. Les premières huiles (EP) apparurent au 19ème siècle sous la forme d’huiles grasses soufrées ou de dissolution de fleur de soufre dans les huiles minérales pour le travail des métaux. Un mélange de savon de plomb (oléate, naphténate) associé à du soufre dissous a été fabriqué pour lubrifier les premiers ponts hypoïdes automobiles. La première paraffine chlorée fut introduite en 1934 et associée à des corps gras soufrés, permit de formuler des huiles (EP) pour des applications d’engrenages et de travail des métaux moins corrosives que les précédentes. A cette époque, les huiles (EP) commercialisées contiennent une forte teneur en soufre, de 10 à 18% en masse qui conduit à des problèmes de corrosion importants. A partir de 1970, ces additifs ont été remplacés par des additifs moins corrosifs tels que les composés organo-soufrés, organo-phosphorés et sulphosphorés (SP), utilisés à des faibles doses en soufre (1.5 à 2.5%). Les additifs mixtes sulphosphorés (SP) ont été améliorés pour être encore plus stables thermiquement et moins corrosifs et renfermant, en plus du soufre et du phosphore, de l’azote et du bore. Ces additifs sont utilisés pour la formulation des huiles (EP) de transmission automobiles et d’engrenages industriels. Les progrès continuels des formulations (EP) ont été réalisés pour satisfaire les exigences de graissage sans cesse croissantes des lubrifiants de transmission automobile. Comme performance (AW), ces additifs soufrés agissent sous forme de films adsorbés de mercaptides métalliques (R−S−M) qui protègent la surface. Il a été prouvé que les disulfures sont plus performants en anti-usure AW que les monosulfures à cause de la faible liaison S−S dans les disulfures qui est plus facile à rompre que la liaison C−S dans les monosulfures. Comme performance EP, ces additifs agissent en formant un film de sulfures métalliques inorganiques. Leurs propriétés EP dépendent étroitement de leur structure chimique et leur capacité à former des films dans des conditions extrême pression.

Soufre actif :

La notion de soufre actif d’un additif soufré correspond à son aptitude à libérer soit du soufre élémentaire, soit des espèces chimiques soufrées très réactives (ioniques et/ou radiculaires), capables de réagir rapidement avec les surfaces métalliques, lors de l’apparition des microcontacts, pour former le lubrifiant solide protecteur. Cette quantité de soufre actif est d’autant plus importante que le nombre d’atomes de soufre consécutifs dans la molécule de l’additif est grand, et que la température des micro-contacts est élevée; elle dépend par ailleurs de la structure chimique des chaînes organiques liées au soufre et du substrat métallique considéré. Le taux de soufre actif d’un additif, à une température donnée, est généralement défini comme étant la différence (exprimée en pourcentage pondéral) de teneur en soufre avant et après réaction d’un échantillon de cet additif avec une quantité donnée d’un métal finement divisé (généralement le cuivre) pendant un temps déterminé.

Des additifs contenant des quantités voisines de soufre total pourront renfermer des quantités très différentes de soufre actif, et se comporter différemment lors de leur utilisation dans la lubrification.

(Source : http://leslubrifiants.unblog.fr/2017/06/07/composes-organo-soufres-dans-lindustrie-des-lubrifiants/ )