Всі виробники мастил знайомі з сучасними універсальними тенденціями в галузі: вимоги щодо підвищення ефективності використання палива, мандати по зниженню рівня викидів, збільшення ефективності роботи двигунів при більш жорстких умовах експлуатації. Ці основоположні фактори призвели до зростання попиту на синтетичні мастильні матеріали протягом останніх десятиліть, і ця тенденція буде зберігатися. За даними консалтингової компанії Kline & Co, на частку синтетичних матеріалів припадає 22% світового попиту на готові мастильні матеріали, які досягли 40,5 млн. тон в 2018 році. До 2023 року цей показник повинен вирости до 26% і навіть вище на зрілих ринках, таких як Північна Америка та Європа.

Будучи провідним типом продукту, автомобільна моторна олива є основою синтетичного споживання, оскільки їх специфікації стають все більш суворими. Характеристики моторної оливи визначаються цільовими показниками економії палива, а чотири параметра в її специфікації визначають вибір базової оливи. Кінематична і високотемпературна в’язкість при високих зрушеннях є специфічними для конкретної конструкції двигуна, для якого створюють мастило, і ці властивості впливають на прокачуваність і ефективність використання палива відповідно. Два інших параметра випливають з самого базового запасу: випаровуваність по НОАК і продуктивність симулятора холодного пуску. Випаровуваність важлива для довгих інтервалів заміни оливи, які рекомендують автовиробники, в деяких європейських моделях інтервал був збільшений до двох років. Важливо, щоб моторна олива не википала протягом цього часу. Вимоги до випаровуваності по НОАК для останніх специфікацій ILSAC, API і OEM складають від 12% до 15%. Європейські специфікації досягають всього 11%, ведуться переговори про зниження до 9%.

Випробування на тренажері холодного запуску двигуна (CCS) засновано на пусковий системі 1964 року, воно використовується для визначення низькотемпературних характеристик мастильних матеріалів при запуску холодного двигуна. Температура випробування змінюється в залежності від сорту оливи. Наприклад, оливи SAE 0W-XX мають прокачуватися при -35 градусах Цельсія, тоді як класи SAE 10W-XX повинні працювати при -25 С. Балансування CCS і випаровуваності є ключем до вибору базової оливи. Навіть за наявності присадок з низькими летючими властивостями і надзвичайною стійкістю до низьких температур, CCS підштовхує розробників до використання базових олив Груп III і IV API. Оливи, що відповідають специфікаціям API і ILSAC для легкових автомобілів, складають близько 80% ринку Північної Америки. Новий API SP, який дебютує на прилавках в травні, має максимум 15% випаровуваності по НОАК.

 «Якісна частина» ринку також відповідає специфікації Dexos1 General Motors, яка вимагає випаровуваності 13% або нижче. Можна створити оливу SAE 0W-20 API SP зі стандартною базовою оливою API Групи III, але для виробництва продукту, схваленого Dexos, склад повинен включати Групу III + в значних кількостях або навіть Групу IV. Оливи SAE 5W-XX залишатимуться домінуючим класом в’язкості і займуть близько 65% ринку протягом наступного десятиліття, важливо відзначити, що ці оливи не мають потреби в Групі III+.

Досягнення цільових показників в’язкості і летючості ставатиме все більш складним завданням при зниженні в’язкості. Базові оливи й основні присадки складають певну частину в’язкості складу. Наприклад, моторна олива SAE 5W-30 може досягати 12,5 сантістокс кінематичної в’язкості при 100 С. Типова базова олива, яка використовується в моторних оливах, має в’язкість від 4 до 6 сСт. Для SAE 0W-16 максимальна кінематична в’язкість становить 7,1 сСт. Базова олива й основні добавки, як правило, мають 5,6 сСт, що залишає тільки 1,5 сСт. «Оскільки розробники хочуть перейти від 0W-20 до 0W-16 до 0W-8, ви можете бачити, що гнучкість складу значно зменшується», – коментують фахівці галузі.

Щоб розробники створили моторні оливи нового покоління з хорошою економією палива, низькою летючістю і гарними показниками чистоти, необхідно постачати нові базові запаси. Мета сучасних розробок полягає в тому, щоб збільшити когезійну енергію молекули, поліпшити летючість, збалансувати низькотемпературні властивості з більш низькою в’язкістю і зменшити нестабільні вуглецеві зв’язки для підтримки гарної стійкості до окислення.

Одним з отриманих матеріалів був продукт з низькою в’язкістю – низьколетючий поліальфаолефін. Один зразок цих PAO мав KV 100 3,39 сСт, летючість 12,5% і CCS при мінус 35 C – 623 сантипуаз, що можна порівняти зі звичайним PAO 4 сСт з KV 100 4,10 сСт, летючість 12,4% і CCS 1430 сп. Новий PAO показав набагато кращі результати щодо стійкості до окислення. Ефіри – це клас, який демонструє значні перспективи.

У міру того як електромобілі завойовують ринок, розробники бачать значні можливості для синтетичних застосувань, таких як редукторна олива і рідини для терморегулювання в електродвигунах, або рідини для осей. Згідно з прогнозами, є ймовірність, що вони будуть засновані на молекулах API Group IV і V.