ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткие сведения о пластичных смазках и их коллоидной структуре из "Технология переработки нефти и газа. Ч.3" Пластичные смазки представляют собой высокоструктурированные тиксотропные дисперсии твердых загустителей в жидкой среде. Они ОТНОСЯТСЯ к числу смазочных материалов, широко используемых в различных областях техники. Отечественное промышленное производство смазок началось более 70 лет назад. Первой смазкой была колесная смазь, изготовленная из нефтяных остатков, загущенных кальциевыми мылами смоляных кислот. Систематические исследования структуры и свойств смазок началось в 30-х годах. Первыми исследователями и пропагандистами научного подхода к разработке и применению пластичных смазок в СССР были Д. С. Великовский и В. П. Варенцов. Всесторонние исследования смазок выявили их коллоидную природу, позволили научно обоснованно подойти к их производству и применению. Несмотря на сравнительно малые объемы производства (4—5% от общего объема производства смазочных материалов) по разнообразию областей применения смазки превосходят другие смазочные материалы. [c.355] Как правило, смазки состоят из трех компонентов 70—90% дисперсионной среды (жидкой основы), 10—13% дисперсной фазы (твердого загустителя) и 1—15% добавок (модификаторов структур , присадок и наполнителей). В качестве дисперсионной среды используют преимущественно нефтяные йасла, иногда — синтетические или их смеси с нефтяными маслами. Наиболее широко используют индустриальные масла средней вязкости (40— 60 мм /с при 50°С). Синтетические масла (полисилоксаны, сложные эфиры, полигликоли, фтор- и хлорорганические жидкости) применяют, как правило, для приготовления смазок, используемых в высокоскоростных подшипниках, работающих в широком диапазоне температур. В связи с высокой стоимостью синтетических масел, а также с целью улучшения их отдельных эксплуатационных свойств (например, смазочной способности и защитных свойств полисилоксанов) используют смеси синтетических и нефтяных масел. [c.355] Для регулирования структуры и улучшения функциональных свойств Б 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. Наиболее распространены слоистые наполнители кристаллической структуры, обеспечивающие высокую смазочную способность (графит, дисульфид молибдена, нитрид бора, слюда и др.). 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 противоизносные, ингибиторы коррозии. [c.356] Пластичные смазки представляют собой коллоидные системы, отличающиеся значительной концентрадией и высокой степенью структурирования твердой фазы. Структура смазок изучается при помощи электронного микроскопа, позволяющего получать увеличение более 100 тыс. раз при разрешающей способности до 4 А. Исследования смазок с использованием методов электронной микроскопии позволили установить, что дисперсная фаза большинства мыльных смазок образована лентовидными или игольчатыми частицами (волокнами) анизометричной формы. В одном или двух измерениях размеры этих частиц коллоидные — менее 1 мкм. [c.356] При всем многообразии форм и размеров частиц загустителя, образующихся при охлаждении, смеси компонентов, общим для них является способ формирования структурного каркаса. В процессе охлаждения коллоидного (мыльные смазки) или истинного (углеводородные смазки) раствора происходит кристаллизация загустителя с одновременным ростом и связыванием кристаллов (bo iokoh) друг с другом и образованием кристаллической сетки. В обычных коллоидных системах (с малым содержанием твердой фазы) частицы дисперсной фазы при столкновениях коагулируют и выпадают в осадок. Высокая концентрация дисперсной фазы в смазках препятствует коагуляции частиц, они формируют пространственный структурный каркас. Чем выше анизометричность (соотношение их длины и ширины) частиц загустителя, тем более прочную структуру они образуют. [c.356] Высокая степень структурирования дисперсной фазы придает смазкам твердообразное состояние и пластичность, что существенно отличает их по свойствам и применению от жидких и твердых смазочных материалов. В отсутствие нагрузок смазки ведут себя подобно твердым телам не растекаются под действием собственного веса, удерживаются на вертикальных поверхностях, не брасываются инерционными силами с движущихся деталей. Однако при весьма малых нагрузках, превыщающих предел прочности смазки, структурный каркас разрушается, смазка начинает деформироваться (течь) и приобретает вязкотекучее подвижное состояние. Важной особенностью является обратимость процесса разрущения структурного каркаса при снятии нагрузки течение прекращается и смазка вновь приобретает свойства твердого тела. Легкость переходов смазок из пластичного в вязкотекучее состояние и обратно (тиксотроппые превращения) является одним из их достоинств и обеспечивает преимущества применения перед жидкими и твердыми смазочными материалами. [c.357] Далеко не все мыла могут быть использованы для приготовления смазок. Определяющую роль в формировании структуры и свойств смазок играют валентность и свойства катиона, состав и строение аниона используемого мыла. При прочих равных условиях наиболее крупные волокна характерны для натриевых смазок (до 80 мкм), короткие —для литиевых (2—5 мкм) и для кальциевых (1—3 мкм) смазок. Дисперсная фаза алюминиевых смазок образована мелкими аморфными сферическими частицами (не более 0,1 мкм). [c.358] Одним из важных условий мицелло- и структурообразования дисперсной фазы смазок является температура. Коллоидно-химические процессы в производстве смазок протекают при непрерывно изменяющейся температуре и полностью не заканчиваются даже по заверше 1ии их приготовления, т. е. при охлаждении до 30—40 С. Поэтому необходимо осуществлять дозревание смазок, которое происходит в течение I—2 дней при покое и комнатной температуре. Однако для многих смазок равновесное состояние не достигается, о чем свидетельствует изменение их свойств во времени— самопроизвольное отделение дисперсионной среды, резкое упрочнение или разжижение под воздействием те1 перату-ры, механических нагрузок, атмосферной влаги и кислорода. [c.358] Вернуться к основной статье