Det här arbetet har gjorts för att sammanställa information om hur man kan förhindra oxidation av mineraloljor med hjälp av olika typer av antioxidanter (inhibitorer). Syftet är att fastställa vilken antioxidant och vilka eventuella kombinationer av antioxidanter som fungerar bäst för den specifika oljan. Ytterligare ett syfte är att se ifall det är några skillnader mellan olika testmetoder och i så fall förklara varför. Översikt: Tre olika typer av antioxidanter användes i den här studien. De är L 107 (fenolisk antioxidant), L 57 (aminisk antioxidant) och slutligen en som vi i den här studien kallar för PD (peroxid förstörare). De här antioxidanterna testades på en naftenisk olja T110, en paraffinisk olja Nypar 20 och en naftenisk vitolja S100 B. För att strukturera testproceduren så använde vi oss av en statistisk försöksplan som heter Box-Behnken. Försöksplanen använder sig av responsytemetodik och är baserad på ett antal 22 faktorförsök. Försöksplanen innehåller 13 olika kombinationer för varje olja där de tre antioxidanterna är tillsatta i olika koncentratione.Två standardmetoder användes för att undersöka oxidationen hos oljeproverna, IP 280 och ASTM D1934-95. Vi använde också en metod för DSC som vi utvecklade själva med hjälp tidigare körningar med PDSC som gjorts hos Nynäs. Med IP 280 mättes både syratal och slamhalt. ASTM metoden mätte också syratal men istället för slam så mättes oljans färg efter oxidation. I DSC körningen använde vi oss av en temperaturgradient och mätte startpunkten för oxidationen (oxidation induction temperature). Fyra nya peroxidförstörande antioxidanter som Nynäs inte använt tidigare testades också. Dessa testades bara på T110 med IP 280 och DSC metoderna. Den statistiska försöksplanen användes inte utan de testade enbart var för sig. Resultat och Slutsatser: Både oljans innehåll och testmetodens utformning påverkar antioxidanternas effekt. PD verkar fungera bäst i tuffa förhållanden som de i det långa IP 280 testet. Orsaken är att de hydroperoxider som finns är stabilare i mildare förhållanden och PD får då en underordnad betydelse. Men PD fungerade ändå dåligt för Nypar 20. Förmodligen beror detta på att naturliga svavelföreningar i Nypar 20 redan fungerar som peroxidförstörare. L 57 fungerade bäst för Nypar 20 i IP 280 och DSC testerna. L 57 fungerar på samma sätt so L 107 men har också förmågan att fånga upp alkylradikaler. Den här förmågan verkar vara extra viktig vid närvaro av mycket syre, vilket också tillsätts i de båda testerna IP 280 och DSC. Dock så fungerade L 107 bäst för både T110 och S100 B i DSC testet. Koncentrationsskillnader mellan L 57 och L 107 kan vara en förklaring. Men det verkar också som om förmågan för L 57 att fånga alkylradikaler inte fungerar i våra två nafteniska oljor. I ASTM-testet var det L 107 som fungerade bäst för alla tre oljorna. Det här testet har heller ingen extra tillförsel a syre utöver det som finns i atmosfären. Slutligen så visar det här varför det är så viktigt att välja ett test som återspeglar den miljö som oljan är tänkt att användas. De fyra nya antioxidanterna visade ingen förbättring av oljorna. Men enligt DSC graferna kunde man se någon form av förändring av själva oxidationsprocessen.

Purpose: This project is done to gain information about how to prevent oxidation of mineral base oil with different types of antioxidants. The purpose of the study is to find out which antioxidant that works best for the specific oil and also if there are any combinations that work best. Another purpose is to see if there are differences between the test methods we have used and try to explain why. Summary: Three different antioxidants and three oils were used in this study. The antioxidants are L 107 (phenol-type), L 57 (amine-type) and one that we can call PD (peroxide decomposing agent). These three inhibitors were tested on one hydrotreated naphthenic oil (T110), one solvent refined paraffinic oil (Nypar 20) and one naphthenic white oil (S100 B). To structure a testing procedure we used a statistical model called Box-Behnken. It’s a response surface model based on a number of 22 factorial designs. The statistical model contained 13 different combinations with different concentrations of the three antioxidants. We have used two standard methods to evaluate the oil specimens, IP 280 and ASTM D1934-95. We have also used a DSC method that we developed with the help of earlier PDSC tests at Nynas. The IP 280 test measures both the amount of acidity and sludge. The ASTM measures acidity and instead of sludge it measures the colour of the specimen. The DSC-test is a temperature gradient method and it measures the oxidation induction temperature. Four new peroxide decomposing antioxidants that Nynas never had used before were also tested. They were only tested on T110 with the IP 280 and DSC methods. We didn’t test any synergetic effects with these antioxidants, just the effect from one at a time. Results and conclusions: Both the content of the oil and the conditions in the test method affect the efficiency of the antioxidants. PD seems to work well in rough conditions like the long IP 280 test. The hydroperoxides are more stable during milder conditions. But PD didn’t work for Nypar 20. Probably because of natural sulphur compounds in Nypar 20 that also can work as peroxide decomposing agents. L 57 worked well for Nypar 20 in the IP 280 and the DSC test. L 57 works the same way as L 107 but it also catches alkyl radicals. This extra effect seems to be more inportant in presence of a lot of oxygen. Oxygen is added in the IP 280 and the DSC test. But L 107 worked good for T110 and S100B in the DSC test. Differences in concentration between the L 57 and L 107 can be one explanation. But it seems like the extra effect from the amine-type L57 didn’t occur for our two naphthenic oils. L 107 worked best for all of the oils in the ASTM D1934-95 test. Here was there no extra presence of oxygen, just the amount in the atmosphere. This shows why it’s important to choose a test that reflects the conditions that the oil normally is used in. The four new antioxidants didn’t show any improvement of the oxidation process. But according to the DSC plot they changed it in some way.