細究摩擦改進劑

2019-03-29

  潤滑是減少摩擦磨(mó)損的(de)主要手段。因(yīn)此潤滑油脂以及其他一切(qiē)潤滑劑Z重要的性能,就是它(tā)的潤滑性。
  潤滑油脂的潤滑性表現為:油性(Oilness)、抗(kàng)磨性(Antiwear property)和極壓性(Extieme Presure)。作(zuò)為潤滑性三(sān)種表現之(zhī)一(yī)的“油性”,其實(shí)很難形容,也不大容易定性定量。就(jiù)像有人說大豆油(yóu)比花生油更“油”一些,但這隻是對外觀的一種感覺而已。筆者認為“油性”更應體現在它的粘附性和彌合性,使它所(suǒ)形成的油膜能較(jiào)牢固地附著在金屬表麵,並且不易(yì)破裂;油膜一旦破損,還有自行彌合恢複的能力。因此“油性”被定義為潤滑(huá)油在金屬表麵(miàn)的吸附能力。油性添加劑加入油中,可以在金屬(shǔ)表麵形成定向吸附膜,從而改善摩擦性能。
  Z初,常用(yòng)動植物油脂來改善(shàn)油品的潤滑性,因此稱(chēng)作油性劑。後來,發現其他一些化合物也(yě)能改善油品的潤滑性。所(suǒ)以,現(xiàn)在把能降低摩擦麵摩擦係數的(de)物質(zhì)統稱為摩擦改(gǎi)進劑。
  潤滑油脂的主要作用就是降低(dī)摩擦係數,減少磨損。兩個摩擦麵之間的潤滑狀態可分為流(liú)體潤(rùn)滑(huá)、混合潤滑和邊界潤滑(huá)。不同潤滑狀態下的油(yóu)膜厚度和摩擦係(xì)數是不同的。流體潤滑(huá)的油膜Z厚,邊界潤滑的油膜Z薄。流體潤滑的摩擦係數Z小,0.001-0.006,邊界潤(rùn)滑的摩擦係數Z大,可大於0.5,Z理想(xiǎng)的潤滑狀態是流體潤滑。
  當摩擦麵的(de)接觸壓力較低,滑(huá)動速度高且摩擦麵完全被流體隔開,此時即為流體潤滑狀態;摩擦麵之間存在一定厚度的完整的油膜,使(shǐ)摩擦(cā)麵間(jiān)的固體摩擦變為流體摩擦,其摩擦係數(shù)的大小隻取決與流體粘度的大(dà)小,因此(cǐ)它的(de)摩擦係數(shù)Z小,潤滑效果Z好。絕大多數(shù)的潤滑狀態是處於混合潤滑狀態。所謂(wèi)混合狀態即流體潤滑和邊(biān)界潤滑共存(cún)。在此狀態下,潤滑油膜的厚度與相配(pèi)合之表麵突出的微凸體上各點(diǎn)(相對於(yú)表麵)的Z大高度值的積(jī)分均值相(xiàng)似,兩個金屬表麵比較接近,偶爾發生金屬與金屬的接觸。為了減(jiǎn)少金屬與金屬的接觸(chù),必須使兩金屬麵分離,保持好流體的油膜(mó)強度。此時一般需要在油品中加入摩擦(cā)改進劑。
  摩擦改進劑的作用
  摩擦改進劑通常應用於邊界潤滑(huá)狀態,以降低(dī)摩擦係數、提高潤滑性。摩擦改進劑都含有極性基團,對金屬表麵有(yǒu)很強的親和力(lì)。通過(guò)它的極性基團有力地吸附在金屬表麵,形(xíng)成保護膜把金屬分開,防止其直接接觸,達(dá)到減少摩擦磨損的(de)效果。摩擦(cā)改進劑在金屬表麵的吸附屬於物理吸附,而物理吸附是可逆的。當溫度升高到一定程度時,物(wù)理吸附膜會脫附。不同摩擦改進劑其脫附(fù)的溫度下限不同;通常認為,脂肪胺和脂(zhī)肪(fáng)酰胺(àn)的脫附溫(wēn)度較高(gāo)。同時,摩擦改進(jìn)劑的減摩效果與極性基團的位置有關;極性基團Z合適的位置是(shì)在長鏈(liàn)烴的尾端,長鏈狀(zhuàng)的摩擦改進劑分子的極性基端會垂直地吸附在金屬表麵,其烴基部分也會直立在油中。如極性基團的位置向前端移動,分(fèn)子的極性基團就不能夠垂直地吸(xī)附,將會阻礙油性劑密集(jí)吸附,導致油膜不連續,不致密。除此之外(wài)烴鏈越長,吸附膜的厚度也越(yuè)大,其強度越大。
  摩擦改進劑的Z新分類
  摩(mó)擦改進劑的品種
  脂肪酸、脂肪醇及其鹽類;常用的脂肪酸(suān)有油酸和硬脂酸,潤滑性好,降摩效果顯著。硬脂酸鋁可防止導軌在高負荷(hé)低速下出現粘滑;但它的油溶性差(chà),不利長期儲(chǔ)存,對金屬有一定的腐蝕性。月桂醇等(děng)脂肪醇有較(jiào)好的減磨性能。硬脂酸酯、油酸乙二醇酯(zhǐ)等則(zé)隨著碳鏈(liàn)的增加,摩擦係數減小。
  二(èr)聚酸類及衍生物;二(èr)聚酸乙二醇酯除有良好的潤(rùn)滑性(xìng)外,還具有一定(dìng)的抗乳化性。
  脂肪胺及其衍生物(wù);如苯三唑脂肪胺是一個具有(yǒu)潤滑性防鏽性和抗氧化性(xìng)的(de)多(duō)功能摩擦改進。
  有機鉬化合物;常用的有機鉬(mù)化合物有硫化二烷基二(èr)硫代(dài)磷酸鉬(mù)和硫化二烷(wán)基二硫(liú)代氨基甲酸氧鉬。除具有(yǒu)潤滑性外(wài)還有良好的抗氧化性和極壓抗磨性。
  有機硼酸酯和有機硼(péng)酸鹽;磷(lín)酸酯硼化物具有更好的減磨抗磨性(xìng)。
  摩擦改進劑的質量控製
  就如前文所(suǒ)說,摩擦改進劑(油性劑)的質量或者“油(yóu)性”如何判斷並不容(róng)易,隻(zhī)能通過間接(jiē)的方法測試;比如用測定摩擦係數來分辨其減摩性(xìng)能;用(yòng)熱失(shī)重觀察其受熱脫附的能力,用四球機(jī)的PB值來判斷其油膜的彌合和堅(jiān)韌性等等。這些方法必須綜合考慮,才有參考價值。
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