Uma das principais funções do lubrificante é reduzir o atrito e, consequentemente, o aquecimento e o desgaste entre as partes móveis. Para conseguir isso, o lubrificante forma uma película para separar as superfícies e minimizar o contato metal-metal. A espessura da película é uma função da viscosidade.

A viscosidade pode ser definida como a resistência interna ao fluxo. Sendo assim, quanto maior a resistência ao fluxo, maior a viscosidade do óleo. A viscosidade dos líquidos diminui com o aumento da temperatura e a altas temperaturas pode cair para um nível muito baixo, o que fará com que perca a capacidade de manter um filme lubrificante satisfatório nas superfícies. Para sabermos o quanto a temperatura afeta a viscosidade de um determinado lubrificante, utilizamos o índice de viscosidade como uma medida comum para se definir essas características de viscosidade-temperatura nos lubrificantes.

Segundo a norma ASTM D-2770: Prática Padrão para Cálculo do Índice de Viscosidade da Viscosidade Cinemática a 40°C e a 100°C, o índice de viscosidade é definido como “um número arbitrário utilizado para caracterizar a variação da viscosidade cinemática de um produto de petróleo com a temperatura. Para óleos de viscosidade cinemática similares, quanto maior o índice de viscosidade, menor o efeito da temperatura na viscosidade cinemática”.

Para garantir que o lubrificante tenha melhor desempenho em temperaturas elevadas, são adicionados aditivos melhoradores de índice de viscosidade (IV). Os melhoradores de IV são aditivos de desempenho que possibilitam a formulação de óleos de graduação múltipla. São compostos químicos poliméricos de alto peso molecular que são adicionados aos óleos de baixa viscosidade para melhorar suas características de lubrificação a alta temperatura. Este é um meio prático de estender a faixa de operação dos óleos minerais a temperaturas mais altas, sem afetar adversamente sua fluidez de baixa temperatura. A baixas temperaturas, as moléculas de polímero ocupam um pequeno volume e, portanto, têm uma associação mínima com o óleo. Em altas temperaturas, no entanto, a situação é revertida porque as cadeias poliméricas se estendem ou se expandem. Isso aumenta a associação do polímero com o óleo devido a um aumento em sua área de superfície. O resultado é um aumento efetivo da viscosidade. Outra maneira de descrever este fenômeno é que, em temperaturas mais altas, o polímero se torna mais solúvel, causando aumento da viscosidade.

Os modificadores de viscosidade encontram grande utilidade em óleos para motores e engrenagens de várias classes, fluidos de transmissão, fluidos de direção hidráulica, graxas e alguns fluidos hidráulicos.

Perda de Viscosidade Temporária

Um efeito que o polímero tem sobre o óleo é uma mudança na viscosidade em função da razão de cisalhamento.

Moléculas de hidrocarbonetos ou agregados moleculares que compõem o óleo experimentam forças de cisalhamento enquanto estiverem em um recipiente ou durante o fluxo. Essas forças podem causar uma degradação dessas moléculas, levando à perda de viscosidade. Óleos minerais puros, não são afetados por essas forças de cisalhamento e retêm sua viscosidade. No entanto, as forças de cisalhamento podem afetar significativamente a viscosidade dos lubrificantes acabados. Os lubrificantes acabados geralmente contêm aditivos que levam à viscosidade estrutural, denominada viscosidade aparente, que diminui progressivamente sob a influência do cisalhamento. Esta aparente perda de viscosidade resulta da deformação da forma esférica das moléculas do polímero. Esta perda de viscosidade é temporária, o fluido recupera a viscosidade original quando a razão de cisalhamento é reduzida e as moléculas dos polímeros retornam as suas formas originais.

Perda de Viscosidade Permanente

As mesmas forças de cisalhamento, que causam a perda temporária de viscosidade, podem ser fortes o suficiente para causar a perda permanente da viscosidade. Isto se deve ao rompimento da molécula do polímero, formando moléculas menores e, por consequência, perdendo a efetividade.

Isso pode acontecer em várias áreas do equipamento, por exemplo, entre anéis de pistão e uma parede do cilindro, entre came e seguidor no trem de válvulas de um motor, entre dentes da engrenagem ou através da válvula de alívio de pressão de um sistema hidráulico.

A tabela abaixo mostra alguns valore típicos de IV. Vale a pena observar que os óleos sintéticos possuem IVs maiores que os óleos minerais. Esta é uma característica típica dos produtos sintéticos.