امروزه کليه ي روانکارها اعم از معدني و يا سنتزي، براي داشتن کارايي مناسب و مطلوب نيازمند افزودن مواد شيميايي ديگري (افزودني ها) هستند که بتوانند خواص مورد نياز را براورده سازند.
اين مواد شيميايي سنتزي که اغلب مواد آلي يا آلي فلزي هستند ضمن ابنکه خواص جديدي به روانکار مي دهند، مي توانند برخي ويژگي هاي موجود در روانکار را تقويت و از بروز برخي پديده هاي نامطلوب در سيستم جلوگيري نمايند. يک افزودني ممکن است به سه طريق روانکار و سيستم روانکاري را تخت تاثير قرار دهد:

- محافظت از سطوح روانکاري شده: افزودني ها سطح روانکاري شده را مي پوشانند و به اين ترتيب از زنگ زدگي و سايش سطح جلوگيري مي کنند. افزودني هاي ضد سايش، بازدازنده هاي خوردگي، معلق کننده ها و پاک کننده ها از اين نوع مي باشند.

- افزايش کارايي روانکار: افزودني ها باعث افزايش کارايي روانکار در کاربردهاي خاص مي شوند. بهبود دهنده هاي شاخص گرانروي، بهبود دهنده هاي اصطکاک و افزودني هاي پايين آورنده ي نقطه ي ريزش از اين نوع مي باشند.

- محافظت از روانکار: افزودني ها موجب ديرتر خراب شدن روانکار مي شوند. بازدارنده هاي اکسيداسيون که تمايل روغن به اکسيد شدن و تشکيل لجن را کم مي کنند و ضد کف ها از اين نوع مي باشند.
مهم ترين خواصي را که افزودني ها در روغن ايجاد مي کنند عبارتند از:
- افزايش پايداري در مقابل اکسيداسيون
- جلوگيري از کاهش گرانروي در دماهاي بالا
- کنترل خوردگي و جلوگيري از زنگ زدن سطوح
- پايين آوردن نقطه ي ريزش، جلوگيري از تشکيل کف
- جلوگيري از اصطکاک و سايش و تلاش براي به حداقل رساندن آن
- کنترل آلودگي حاصل از محصولات جانبي احتراق، ذرات معلق ناشي از سايش و ... در روغن.

ميزان اضافه کردن افزودني ها به روانکارها مي تواند از مقادير کم (چند ppm) تا مقادير بالاتر (20 درصد وزني) تغيير کند. کارايي يک روانکار به کيفيت روغن پايه و نوع و ميزان افزودني هاي آن بستگي دارد. در صورت عدم استفاده از روغن پايه ي مناسب، افزودني ها نمي توانند به ميزان مطلوبي کارايي روانکار را افزايش دهند. سيستم هايي که روانکار هاي آن به ميزان مناسب و متعادل از افزودني ها بهره مي برد، کارايي و عمر مفيد بيشتري خواهند داشت. نوع و ميزان مواد افزودني بسيار مهم است و جز اسرار هر کارخانه ي توليد روانکار به حساب مي آيد.
در اينجا به بررسي انواع افزودني ها به روانکارها و مکانيسم عملکرد آن ها مي پردازيم.

1- بازدارنده هاي اکسيداسيون (Anti Oxidants)
روغن ها به طور طبيعي در طول زمان کارکرد اکسيد مي شوند و اين امر موجب افزايش گرانروي و در نهايت افزايش اصطکاک و سايش مي شود. بازدارنده هاي اکسيداسيون موادي هستند که تا حد مطلوبي مي توانند موجب جلوگيري يا به تاخير انداختن اکسيداسيون و در نتيجه موجب افزايش عمر مفيد روغن شوند. اکسيداسيون هيدروکربن هاي موجود در روغن توسط راديکال هاي آزاد پروکسي و آلکيل راديکال ها، اتفاق مي افتد. موادي که طي اين فرايند ممکن است توليد شوند عبارتند از: آلکيل هيدرو پرکسيد ها، دي الکيل پروکسيد ها، الکل ها، آلدهيد ها، کتون ها، کربوکسيليک اسيد ها و استرها.
پس از به وجود آمدن اين مواد، واکنش هاي پليمريزاسيون نيز ممکن است صورت گيرد و ترکيباتي با وزن مولکولي بالا توليد شود و در نهايت منجر به افزايش گرانروي روغن شود. بيشتر ترکيبات حاصل از اکسيداسيون روغن، اسيدي هستند که مي توانند سبب خوردگي و سايش شوند.
مکانيسم عملکرد بازدارنده هاي اکسيداسيون به اين صورت است که راديکال هاي آزاد را از بين مي برند و به اين ترتيب ترکيبات راديکالي را به غيرراديکالي تبديل کرده و واکنش را خاتمه مي دهند. البته اين ترکيبات مي توانند با غير فعال کردن سطوح فلزي مانند آهن و مس که بيشترين کاربرد را در ساخت ماشين هاي مهندسي دارند، باعث تاخير در اکسيداسيون شوند.

2- بهبود دهنده هاي شاخص گرانروي (Viscosity Index Improver)
شاخص گرانروي يک عامل مهم در مشخص کردن کيفيت و توانايي يک روغن براي کاربرد در گستره هاي مختلف دمايي است. تغيير کم شاخص گرانروي در درجه حرارات هاي متفاوت، يکي از ويژگي هاي مهم روانکارهاست که با افزودني هاي بالابرنده ي شاخص گرانروي تا حد زيادي قابل دسترس خواهد بود. بهبود دهنده هاي گرانروي معمولا پليمرهايي هستند که وزن مولکولي آن ها به طول زنجيرشان بستگي دارد. اين پليمرها در دماهاي بالا تغيير شکل مي دهند و حلاليت شان در روغن با افزايش دما بيشتر مي شود. افزايش گرانروي روغن به وزن مولکولي و غلظت مورد استفاده بهبود دهنده هاي گرانروي در فرمولاسيون روغن مورد نظر بستگي دارد. در عمل وزن مولکولي g/mol 250،000 – 10،000، استفاده مي شود و غلظت هاي کاربردي نيز بين 3 تا 25% وزني است.
به طور کلي بهبود دهنده هاي شاخص گرانروي براي ديگر افزودني ها مزاحمتي ايجاد نمي کنند فقط بعضي از آن ها ممکن است سرعت سايش را زياد کنند. بهبود دهنده هاي شاخص گرانروي در روغن چند درجه اي استفاده مي شوند و در روغن هاي موتور، تراکتور و روغن دنده هاي اتوماتيک کاربرد زيادي دارند.

3- مواد پايين آورنده ي نقطه ريزش (Pour Point Depressants)
بيشتر روغن ها ممکن است داراي واکس هاي محلولي باشند که با سرد شدن روغن شروع به تشکيل کريستال کنند. مواد پايين آورنده ي نقطه ي ريزش از تشکيل کريستال ها و رسوب کردن آن ها جلوگيري مي کنند. اين مواد براي کارايي روغن در دماي پايين بسيار حياتي هستند، به خصوص زماني که روغن پايه ي استفاده شده در ساخت روغن، از نوع پارافينيک باشد. اين مواد اندازه و چسبندگي ساختمان هاي کريستالي را کاهش مي دهند و باعث پايين آمدن نقطه ي ريزش مي شوند. از نظر ساختماني بسيار شبيه به بهبود دهنده هاي شاخص گرانروي مي باشند.

4- مواد افزودني پاک کننده و معلق کننده (Dispersants and Detergents)
اين نوع مواد افزودني که معمولا DD يا HD ناميده مي شوند، جز جدانشدني روغن موتور هاي بنزيني و ديزلي هستند. مهم ترين وظايف اين افزودني ها عبارت است از:
- خنثي کردن اسيد هاي ناشي از احتراق
- جلوگيري از تشکيل لاک بر روي سطح قطعات موتور
- جلوگيري از تجمع و لخته شدن ذرات دوده ناشي از احتراق و به دنبال آن جلوگيري و به تاخير انداختن تشکيل لجن
پاک کننده ها مواد ناشي از سايش و ذرات دوده اي شکل موجود در روغن را از سطح پاک مي کنند. اين ترکيبات معمولا حاوي فلز هستند و خاصيت قليايي دارند. از نظر عملکرد فرق زيادي بين پاک کننده ها و معلق کننده ها وجود ندارد. اين افزودني ها عموما مولکول هايي هستند که يک سر هيدروکربني روغن دوست و يک سر قطبي آب دوست دارند. حل شدن اين مواد در روغن هاي پايه به دليل وجود سر هاي روغن دوست، و جذب آلودگي ها به دليل وجود سرهاي آب دوست صورت مي گيرد. سرهاي قطبي از چسبندگي ذرات کربني قطبي به سطح فلز و انباشته شدن آن ها جلوگيري مي کند.

5- ضد کف ها (Anti foams/ Defoamers)
سرعت زياد حرکت روغن و ايجاد اغتشاش هنگام کار دستگاه هاي صنعتي و موتورها، باعث ورود هوا به داخل روغن و تشکيل کف مي شود. کف تشکيل شده که ممکن است پايدار هم باشد، بر سيستم روانکاري تاثير گذاشته و موجب صدمات جبران ناپذيري مي شود. وجود حباب هاي هوا باعث ايجاد سايش حفره اي و انتقال نامناسب روغن درون سيستم هاي روانکاري مي شود. علاوه بر اين، عمر روانکار را نيز کاهش مي دهد. در مورد کف ها ابتدا بايد تفاوت بين کف سطحي و کف داخلي را بدانيم. کف سطحي با ضدکف کنترل مي شود.
کف زداها نسبت به روغن پايه ي استفاده شده در روانکار کشش سطحي کمتري دارند و معمولا در روغن هاي پايه قابل حل نيستند. در نتيجه روي سطح پخش شده و اين عمل سبب مي شود که بعد از گذشت مدتي از زمان استفاده يا نگهداري همچنان پايدار بمانند. کف هاي داخلي همان حباب هاي کوچک هوا در داخل روغن هستند. متاسفانه کف زداهايي که باعث از بين رفتن کف هاي سطحي مي شوند، عامل پايداري کف هاي داخلي مي باشند. خاصيت رها کردن حباب هوا، توسط مواد افزودني بهبود پيدا نمي کند بلکه بيشتر بايد در ساخت روانکار و استفاده از روغن پايه مورد استفاده قرار گيرد. ضدکف معمولا به ميزان خيلي کم (ppm 5000-500) به روانکار اضافه مي شوند. ميزان اضافه کردن ضدکف ها بسيار مهم است چرا که اگر بيش ازحد اضافه شوند، باعث کف کردن روغن خواهند شد.

6- امولسي فاير ها و دي امولسي فاير ها (Emulsifiers and Demulsifiers)
در مواردي که نياز است تا دو فاز امتزاج ناپذير در يکديکر را به يک فاز تبديل کنيم از امولسي فايرها استفاده مي شود که در واقع موجب تشکيل يک امولسيون مي شوند. مثلا در سيالات کارگاهي و برشکاري نياز است تا مايع مورد استفاده (آب صابوني) متشکل از روغن و آب باشد تا هم باعث خنک شدن شود و هم روانکاري را انجام دهد. اما وقتي که دو فاز کم امتزاج پذير تحت شرايطي به يک فاز تبديل مي شوند تا کارخاصي را انجام دهند و پس از آن نياز است تا کاملا از يکديگر جدا شوند، از دي امولسي فاير استفاده مي شود. عمده ي مصرف اين افزودني، در روغن هاي صنعتي است.

7- مواد ضد سائيدگي (Anti Wear)
در شرايط کاري سخت، اجزاي موتور (سوپاپ ها،بادامک ها و ...) دچار سائيدگي مي شوند. مواد افزودني ضد سايش، يک فيلم نازک معدني روي فلز تشکيل مي دهند تا از خوردگي فلز جلوگيري کنند. فيلم تشکيل شده داراي مقاومت کمتري نسبت به فلز اصلي است. بنابراين اگر بين سطوح، تماس حاصل شود قبل از اين که سطح فلز بخواهد آسيب ببيند، فيلم تشکيل شده شکسته مي شود. در صورت از بين رفتن اين فيلم واکنش شيميايي بين سطوح فلز و ماده افزودني دوباره انجام شده و فيلم جديدي جايگزين مي شود. بدين ترتيب اين مواد افزودني تا زماني که بطور کامل از بين نروند، به وظايف خود عمل مي کنند.

8- مواد ضدخوردگي و ضد زنگ زدگي (Anti Corrosion & Anti Rust)
به طور کلي روغن هاي معدني قابليت محافظت و جلوگيري از خوردگي و زنگ زدگي را دارند اما در عمل به دليل وارد شدن آب به صورت قطرات بسيار ريز در داخل روغن، به مرور زمان، قطعات فلزي دچار زنگ زدگي و خوردگي مي شوند. براي جلوگيري از اين پديده ها، مواد افزودني ضدخوردگي و ضد زنگ زدگي را به روغن اضافه مي کنند. هم چنين، مواد افزودني قليايي نيز مي توانند اسيدهاي ناشي از عمل احتراق را (در موتورهاي احتراق داخلي) که موجب خوردگي و زنگ زدگي مي شوند، از بين ببرند (روغن صنعتي)