ADDITIVI

ADDITIVI

. Sostanze chimiche che vengono aggiunte in piccola quantità a prodotti industriali per migliorarne alcune caratteristiche. Largo uso degli a. si fa nei derivati del petrolio usati come combustibili, carburanti e lubrificanti. Nei prodotti delle due prime categorie compito degli a. è quello di migliorare in senso lato le caratteristiche di combustione; nei lubrificanti gli a. sono impiegati sia per aumentarne la durata in servizio, sia per permettere l'uso di materie prime meno selezionate, migliorando sotto diversi aspetti i prodotti finiti da esse ottenibili.

Additivi per carburanti (v.). - Il primo a. in ordine di tempo, introdotto nelle benzine carburanti, e quello tuttora più largamente impiegato, è il piombo tetraetile (antidetonante; il limite massimo è stabilito da norme di legge, ed è in Italia del 0,6 ml/litro). Esso agisce regolarizzando la combustione della miscela aria-carburante nella camera di scoppio dei motori a esplosione con accensione a scintilla, con un meccanismo tuttora non completamente chiarito, e riduce la tendenza del carburante a detonare (battito in testa) aumentandone il numero di ottano che della tendenza a detonare è una misura. Altri additivi antidetonanti oggi usati, in aggiunta al piombo tetraetile, sono alcuni composti del boro, l'acetato di butile terziario e derivati ciclopentadienilici del manganese: più che veri antidetonanti sono dei sinergici del piombo tetraetile.

L'impiego sempre più esteso dei processi di cracking nella lavorazione del petrolio ha portato alla produzione di benzine contenenti notevoli percentuali di idrocarburi non saturi, la cui stabilità chimica è piuttosto scarsa. Per impedire polimerizzazioni e ossidazioni di questi idrocarburi, con conseguente rapido peggioramento della qualità della benzina, si usa aggiungere alle benzine non sature degli a. inibitori della formazione di gomme. Si tratta di alchilfenoli e di ammine aromatiche, che vengono aggiunti in concentrazioni inferiori all'i per mille.

Dato che alcuni importanti processi di raffinazione comportano l'uso di sali di rame, e dato che tracce di questo metallo rendono instabili le benzine, sono anche usati a. disattivatori del rame.

Altri additivi per benzine sono quelli che riducono la preaccensione della miscela carburante; tra questi il più usato è il tricresilfosfato (TCP) che agisce innalzando la temperatura alla quale diventano incandescenti i depositi che inevitabilmente si formano nella camera di scoppio impiegando benzine contenenti piombo tetraetile. Il TCP reagisce con tali depositi (ossidi di piombo) trasformandoli in fosfati.

Per evitare la formazione di ghiaccio nei condotti di aspirazione del motore - fenomeno che si verifica con facilità quando le condizioni di temperatura e di umidità dell'aria sono comprese entro un certo intervallo critico, il che accade nei paesi a clima temperato in autunno-inverno - che può portare all'arresto del motore per mancato arrivo della miscela carburante nella camera di scoppio (fenomeno detto anche "stalling"), si aggiungono alla benzina appositi a. Si tratta di alcoli (butilico, isopropilico, tetraidrofurfurilico) che agiscono abbassando il punto di congelamento dell'acqua, o di sostanze tensioattive, che impediscono al ghiaccio che si forma di accumularsi e di aderire alle superfici metalliche.

Si possono considerare, tra gli a. per carburanti, anche le sostanze coloranti aggiunte per identificare le diverse qualità - benzina normale, benzina supercarburante, benzina per aviazione, ecc. - a scopo di classificazione merceologica o fiscale.

Additivi per combustibili. - Agli olî combustibili si possono aggiungere a. differenti secondo si tratti di combustibili per motori o per forni e caldaie.

Tra gli a. per olî per motori meritano menzione quelli che riducono il ritardo di accensione nei combustibili Diesel, aumentano cioè il numero di cetano che di tale caratteristica è misura; tra questi più diffusi sono il nitrato e il nitrito di amile e composti affini.

Per gli olî combustibili da forni e caldaie si usano da qualche tempo a. che neutralizzano gli effetti nocivi dello zolfo in essi contenuto (corrosioni e formazione di fuliggine). Sono composti organici o inorganici alcalini o che si decompongono al momento dell'uso liberando sostanze alcaline; queste ultime reagiscono con lo zolfo trasformandolo in composti che finiscono nelle ceneri anziché nei fumi. Ricordiamo tra gli a. di questo genere l'ammoniaca gassosa, l'ossido e il carbonato di magnesio, la dolomite in polvere, alcune ammine terziarie eterocicliche, ecc.

Additivi per lubrificanti. - Più complesso è il quadro degli a. per olî lubrificanti dati i molteplici impieghi di questi, che richiedono caratteristiche differenti - e talvolta contrastanti - dai lubrificanti. Come a. per lubrificanti sono stati proposti e brevettati parecchie centinaia di composti e miscele, in gran parte riferibili, dal punto di vista dell'efficacia, ad una delle seguenti categorie: inibitori, detergenti, miglioranti l'indice di viscosità, abbassanti il punto di scorrimento, miglioranti l'untuosità, additivi E. P. (per Elevate Pressioni), additivi polivalenti.

Inibitori. - Comprendono composti ad azione genericamente antiossidante (con azione sull'olio e sulle superfici lubrificate), antiruggine, anticorrosione, stabilizzanti. Il meccanismo di azione degli antiossidanti non è del tutto stabilito, ed è probabilmente diverso secondo il composto chimico usato. Si possono però distinguere tre effetti principali: 1) Sostanze ad azione anticatalitica ritardano l'ossidazione delle molecole dell'olio passivando le superfici dei metalli che tenderebbero a catalizzare le ossidazioni promuovendo reazioni alla superficie di contatto olio-metallo; 2) Composti anticatalitici possono anche reagire in soluzione nell'olio formando complessi con i catalizzatori solubili; 3) Altri composti possono essere più suscettibili di ossidazione che non l'olio stesso, ritardando l'ossidazione di questo.

Alchilammine, composti aromatici contenenti atomi di zolfo, di fosforo, gruppi amminici o fenolici sono tra i più diffusi inibitori.

Detergenti. - Mantengono pulite, con la loro azione tensioattiva, le superfici metalliche. Sali metallici di acidi organici e fenati sono tra gli a. detergenti più efficaci.

Miglioranti l'indice di viscosità. - Influenzano il comportamento viscosità-temperatura dei lubrificanti, aumentando la viscosità ad alta temperatura. Sono di solito miscele di polimeri di olefine (per es. di poliisobutilene).

Abbassanti il punto di scorrimento. - Impediscono il formarsi di un reticolo solido di cristalli di paraffina che tendono a separarsi dall'olio a bassa temperatura, e che ne riducono lo scorrimento. Particolarmente usate alcune cere fenoliche e alchilnaftaline.

Miglioranti l'untuosità. - Aderiscono alle superfici metalliche, assicurando la lubrificazione in condizioni di attrito limite, riducono il coefficiente di attrito tra le superfici a contatto; olî grassi, acidi organici ad alto peso molecolare, esteri, sono tra gli a. miglioranti la untuosità.

Additivi E. P. - Aumentano la resistenza sotto carichi elevati delle pellicole lubrificanti. Tra essi sono le paraffine clorurate, composti organici contenenti zolfo (mercaptani, acidi solfonici, tioacidi, ditiocianati), contenenti fosforo (tricresilfosfato) e composti metallorganici (oleato e naftenato di piombo).

Additivi polivalenti. - Alcuni antiossidanti sono anche detergenti, alcuni miglioranti l'untuosità sono anche E. P. Col nome di a. polivalenti sono in commercio miscele di additivi - tra loro compatibili - efficaci su più di una delle caratteristiche di impiego dei lubrificanti.

Bibl.: A. Girelli, in Rivista dei combustibili, II (1948), p. 245; P. Chiesa, in Rivista dei combustibili, VII (1953), p. 221; V. A. Kalichevsky e K. A. Kobe, Petroleum refining with chemicals, Amsterdam 1957; H. P. Murray, in Rivista dei combustibili, XII (1959).