Мыльное волокно
Cтраница 2
Дальше кратко рассматриваются обычные смазки на мыльных загустителях, а также более подробно некоторые новые смазки, разработанные за последнее время. Смазки на мыльной основе содержат полужесткую структуру ( каркас) из мыльных волокон, промежутки между которыми заполнены маслом. Масло удерживается в структуре геля под действием сил абсорбции и адсорбции на поверхностях волокон и за счет капиллярного притяжения. [16]
Такое снижение температуры ( при охлаждении мыльно-масляного расплава) возможно происходит из-за вхождения присадки в состав мицелл или мыльных волокон. Это подтверждается снижением прочности самой смазки. Поскольку действие ингибиторов коррозии проявляется при адсорбции их на поверхности металла, то участие присадки в формировании элементов структуры смазки нежелательно. В связи с этим ингибиторы коррозии предпочтительно вводить в смазки при температурах, когда завершено формирование их структурных элементов. [17]
Тиксотропные свойства ( механическая стабильность) смазок существенно зависят от типа загустителя, поскольку его состав определяет строение структурного каркаса смазки и прочность связи между дисперсными частицами. Уменьшение размеров частиц загустителя ( до определенных пределов) способствует увеличению механической стабильности смазок: она выше для смазок, имеющих мыльные волокна с большим отношением длины к диаметру. Увеличение концентрации загустителя в смазке способствует повышению ее механической стабильности. На тиксотропные превращения влияют также состав и строение жировой основы загустителя. Смазки на ненасыщенных жирных кислотах обычно восстанавливаются быстрее, чем смазки на насыщенных кислотах. [18]
Для регулирования структуры и улучшения функциональных свойств в смазки вводят добавки - наполнители и присадки. Наполнители-твердые высокодисперсные вещества, практически не растворимые в дисперсионной среде и всегда образующие в смазках самостоятельную фазу с частицами размером, значительно превосходящим размеры мыльных волокон. Присадки в отличие от наполнителей почти всегда растворимы в дисперсионной среде и оказывают существенное влияние на структуру и реологические свойства смазок, что осложняет их применение по сравнению с маслами. Для улучшения свойств смазок применяют в основном те же присадки, что и при производстве нефтяных масел; основными являются антиокислительные, противозадирные и про-тивоизносные, ингибиторы коррозии. [19]
Механическая стабильность смазок зависит от типа загустителя, размеров, формы и прочности связи между дисперсными частицами. Уменьшение размеров частиц загустителя ( до определенных пределов) способствует улучшению механической стабильности смазок. Смазки, имеющие мыльные волокна с большим отношением длины к диаметру, более стабильны. Увеличение концентрации загустителя также повышает механическую стабильность смазок. На тиксотропные превращения смазок влияют состав и свойства дисперсионной среды, присутствие ПАВ, наполнителей и композиций добавок. [20]
Общеизвестно, что консистентные смазки представляют собой систему, состоящую из загущающего агента ( обычно мыльных волокон), обволакивающего собой масляный компонент. Было доказано большое значение размеров мыльных волокон для варьирования таких свойств смазок, как, например, сопротивление сдвигу. [21]
Приведены результаты измерений вибрации и шума шарикоподшипников, смазанных несколькими разновидностями минеральных масел и пластичных смазок, а также наблюдения структуры мыльного компонента пластичной смазки с помощью электронного микроскопа. При смазывании пластичными смазками вибрация и шум подшипника значительно уменьшаются с увеличением вязкости основы смазки, но они зависят от пенетра-ции и размера мыльных волокон в смазке. Вибрация и шум подшипника зависят от двух различных типов пенетрации, причем они увеличиваются с пенетрацией в виде завихрений в пластичных смазках, но уменьшаются в случае образования в смазке каналов или незаплывающих канавок. [22]
Мыльные волокна ( мицеллы) состоят из агрегированных молекул мыл. Переплетаясь и сращиваясь между собой, волокна мыла образуют пространственный структурный каркас смазки. Наглядное представление о характере такого структурного каркаса дает рис. 99а, на котором представлена Электронмикрофотография смазки, полученной на натриево-кальциевых мылах ( НК-30); хорошо видны ячейки каркаса, в которых удерживается масло. Размеры мыльных волокон могут значительно различаться между собой. Примером такой смазки может служить консталин, изготовленный на хлопковом масле, его тонкая волокнистая структура видна при относительно небольших увеличениях в поляризационном микроскопе. Промежуточное положение занимают кальциевые и литиевые смазки, размеры частиц которых составляют обычно несколько микрон. Здесь следует указать на характерную форму волокон водных кальциевых смазок ( солидолов), имеющих вид перекрученных веревок. Минимальные размеры первичных частиц характерны для алюминиевых смазок на маловязких маслах, тонкая структура которых обычно не различима даже в электронном микроскопе. [23]
Однако электронный микроскоп позволяет оценить только размеры и форму частиц загустителя, не давая возможности судить об их внутреннем строении. В дальнейшем при помощи методов рентгено-структурного анализа было установлено, что частицы или волокна мыльных загустителей состоят из агрегированных молекул мыла, которые удерживаются в частице различными силами. Большинство металлических мыл характеризуется четко выраженной кристаллической структурой с послойным расположением молекул. На рис. 1 приведено схематическое изображение первичного структурного элемента частицы ( волокна) загустителя и структуры частиц мыльных волокон. [24]
 |
Схема гомогенизации смазки на трехвалковой машине МКМ. [25] |
Ответственной стадией процесса является охлаждение мыльно-масляного расплава. Изменяя скорость охлаждения, можно значительно воздействовать на структуру, а следовательно, и на свойства смазок. Кристаллизация мыла, протекающая при охлаждении расплава, сопровождается образованием центров кристаллизации, ростом кристаллов и связыванием их друг с другом с образованием структурного каркаса смазки. В зависимости от типа и требуемого качества смазки охлаждение можно проводить с постоянным понижением температуры ( медленно) или при резком перепаде температур ( быстро) как в динамических, так и в статических условиях. При медленном охлаждении смазки в покое или перемешивании образуются крупные мыльные волокна, быстрое охлаждение способствует образованию мелких волокон. [26]
Рекомендации по оптимальному способу введения ингибиторов коррозии в смазки отсутствуют. Из практики производства известно, что добавляют их в готовьте смазки при гомогенизации. Введение сукнинммида мочевины до формирования структуры смазки приводит к снижению температуры начала мицеллообразования при охлаждении мыльно-масляного расплава. Это указывает на необходимость учета температуры введения данной присадки в смазки. Снижение температуры мицеллообразования возможно из-за вхождения присадки в состав мицелл и мыльных волокон. Поскольку сукцинимид мочевины проявляет свою эффективность при адсорбции на поверхности металла, то вхождение ее в состав мицелл и мыльных волокон является нежелательным. По-видимому, присадку следует вводить в литиевые смазки на стадии охлаждения расплава при 140 - 160 С, когда формирование пространственной структуры смазки в основном завершено и присадка адсорбируется только на мыльных волокнах, что облегчает поступление ее к поверхности металла при невысоких температурах. [27]
Частицы дисперсной фазы в смазках на так называемых комплексных мылах по форме и размерам сходны с волокнами мыл, образующих структуру обычных смазок ( рис. 155), хотя между ними и наблюдаются различия, связанные чаще всего с палочкообразной формой кристаллитов комплексных мыл. В таблице приведены средние значения размеров волокон, которые могут очень сильно изменяться в зависимости от состава и метода изготовления смазки. Кроме того, в одной и той же смазке всегда присутствуют волокна разных размеров. Для литиевых и кальциевых смазок характерны мелкие, иногда перекрученные волокна сильно вытянутой формы. Анион мыльной молекулы и природа омыляемого жира могут существенно влиять на величину и форму мыльных волокон. Относительно слабо на структуре мыльных смазок сказываются вязкость и химический состав масла, на котором они приготовлены. [28]
В общем случае наполнители увеличивают необратимое разрушение структуры ( тиксолабиль-ность) и время тиксотропного восстановления. Хотя и имеют место отдельные колебания, но, как правило, снижение тиксотропности увеличивается с ростом концентрации наполнителей. У инертных наполнителей эффект выражен значительнее, чем у активных. Действие наполнителей понятно с точки зрения их роли в структурооб-разовании. Они создают в смазках слабые и необратимые при разрушении структуры, а сами частицы затрудняют восстановление связей между мыльными волокнами. [29]
Рекомендации по оптимальному способу введения ингибиторов коррозии в смазки отсутствуют. Из практики производства известно, что добавляют их в готовьте смазки при гомогенизации. Введение сукнинммида мочевины до формирования структуры смазки приводит к снижению температуры начала мицеллообразования при охлаждении мыльно-масляного расплава. Это указывает на необходимость учета температуры введения данной присадки в смазки. Снижение температуры мицеллообразования возможно из-за вхождения присадки в состав мицелл и мыльных волокон. Поскольку сукцинимид мочевины проявляет свою эффективность при адсорбции на поверхности металла, то вхождение ее в состав мицелл и мыльных волокон является нежелательным. По-видимому, присадку следует вводить в литиевые смазки на стадии охлаждения расплава при 140 - 160 С, когда формирование пространственной структуры смазки в основном завершено и присадка адсорбируется только на мыльных волокнах, что облегчает поступление ее к поверхности металла при невысоких температурах. [30]
Страницы: 1 2 3