30. Классификация и коллоидная структура пластичных смазок. Физико-химические и эксплуатационные свойства смазок, достоинства и недостатки, отличия от смазочных масел.
Класс/ц:
по типу загуст-ля (мыльные(соли высших карбоновых кислот,они бывают литевые,натриевые,алюминевые и т.д.), у/в(петролатумы,церезины),органические(полимерные,сажевые) на неорг. заг-лях(селикагели,бентониты)). В зав-ти от состава жиров: на синт., на природ., а также на технич. жир. к-тах.
по назначению: антифрикц. (сниж. трения); консервац.(защита Ме от корр.); уплотнит.(для герметиз/ц); спец. (фрикц.); противооблед.
По консистенции: полужидкие, пластичные, твердые.
Коллоидная структура
Смазки занимают промежут положение м/у ж.и тв смаз.материалами. Они представляют собой высокострукт. коллоидные системы - тиксотропные дисперсии тв. загуст-лей в ж.среде. Cтруктура представляет собой трехмерный каркас, образующийся из ДФ, который в своих ячейках удерживает большое количество до 90% ДС. Устойчивость структурированной системы зависит от прочности каркаса, сил взаимодействия между отдельными его частицами, элементами структ.каркаса и дисперсионной средой на границе раздела фаз, числа контактов частиц каркаса в единице объема, электростатических свойств, критической концентрации ассоциации различных мыл и других коллоидно-химических факторов.
Способ формирования структурного каркаса:в процессе охл. Раствора происходит кристалл. Загустителя с одновременным ростом и связыванием кристаллов друг с другом и обр. кристалл.сетки. Высокая концен.ДФ в смазках препятствует коагуляции частиц, они формируют пространственный структур. каркас. Чем выше соотношение длины и ширины частиц загустителя, тем более прочная структура.
Свойства:
Объемно-механ.(реолог.)св-ва (прочност. св-ва, вяз-ть). Прочночт. св-ва: предел проч-ти при сдвиге (опр-т стартовые хар-ки пуска узлов трения, благ-ря пределу проч-ти смазки не стек. с верт. пов-ти.С ↑t предел проч-ти↓).
Вязкост. св-ва опр-ют возм-ть заправки и прокач-ть смазок, старт. хар-ки. Вяз-ть смазок завис. от т-ры и от градиента ск-ти сдвига: с его↑ вяз-ть↓ =>принято говорить об эффективной вяз-ти ηD c обязат. указ-ем D-градиента.
Мех. стаб-ть, тиксотроп. превращ. Тиксотропия – спос-ть измен. реолог. вс-ва под возд. нагрузки и после ее снятия. При мех. возд. проч-ть смазок внач. резко падает, далее устан-ся равновесие.
Коллоидная стаб-ть хар-т их спос-ть в мин. степени выдел. масло при хран., эксплуат/ц. Кол. стаб-ть завис. от совершенства стр-рного каркаса, определяемого раз-рами, формой и проч-тью связей сост. его ч-ц.
Термич. стаб-ть опр-ся спос-тью смазок сохр. св-ва при высок. т-рах (кратковр. нагреве).
Испаряемость хар-т стаб-ть смазок при хран-и, если масло испар. =>↓защит. спос-ть смазок и ухудш. св-ва(предел проч-ти).
Хим. стаб-ть – уст-ть смазок к ок-ю кислородом в-ха => ухудш. коллоид. стаб-ти, смаз. спос-ти.
Пенетрация – эмпир. пок-ль, не им. физ. смысла, но применяемый при нормировании их качества. Под пенетрацией понимают глубину погружения конуса (стандартного веса, в течение 5с) в смазку при 25оС. Пенетрация позволяет судить об идентичности рецептуры и соблюдении технологии изготовления смазки.
Т-ра каплепадения – мин. т-ра, при кот. падает 1-я капля смазки, нагреваемой в опр. усл-ях. Условно хар-зует т-ру плавл. загуст-ля смазки, что позвол. судить о темп. пределах работы смазки.
Основные отличия смазок от масел
Могут применяться в открытых узлах, на вертикальных и наклонных поверхностях. Высок. степень стр-рирования дисп. фазы прид. смазкам тв-образ. сост-е и пласт-ть, что сущ-но отлич. их от масел. В отс-вии нагрузок смазки ведут себя подобно тв. телам: не растек. под действ. собств. веса, удерж. на вертик. пов-тях, но при нагрузках разруш. Важной особ-тью явл.обратимость пр-сса, т.е. при снятии нагрузки течение прекр. и смазка вновь преобр. свойства тв. тела - тиксотропия. Легкость переходов явл. их достоинством и обеспеч. преим-во прим-я перед ж.и тв. смазочными материалами.
Преимущества и недостатки смазок по сравнению с маслами
Преимущества: способность удерживаться в негерметизированных узлах трения, более высокие защитные свойства от коррозии, тиксотропия, повышенная водостойкость, лучшая герметизация узлов трения и предохранения от загрязнения, работа в широком интервале температур, выше смазочная способность, большой срок службы, меньший расход.
Недостатки: низкая охлаждающая способность, склонность к окислению, сложность в использовании в централизованных системах, сложность впрыска, подачи, трудоемкое производство.
32.Особенности технологии производства пластичных смазок, стадии, оборудование и его размещение. Контроль и регулирование качества смазок в условиях производства. Ассортимент товарных пластичных смазок.
Основы производства пластичных смазок
Формирование частиц мыльного загустителя: образование мицелл→обр-е из них волокон (надмицеллярной стр-ры) →формирование структурного каркаса смазки, придающего ей пласт-ть и др. хар-ные св-ва.=>на формирование структурных элементов и каркаса смазки значительно влияют тип и концентрация загустителя, состав и свойства дисперсионной среды и содержание ПАВ.
Процессы изготовления смазок в осн. периодические, но в посл. годы получ. распростр-е полунепрерыв. и непрерыв. процессыссы.
Период. процесс сост. из стадий: дозировка и загрузка комп-в, омыление жир. сырья и удаление влаги, термомех. диспергирования загуст-ля, охл-е расплава, отделоч. операций, расфасовки.
При полунепр. процессе одна из стадий (чаще всего омыление) явл. период., остал. – непрерыв. К полунепр. относ-ся пр-ссы изгот-я смазок на готовых порошкообраз. мылах. Смешениее комп-тов осущ. в аппаратах период. действия. После тщательного перемешиванияя однородная дисперсия мыла в масле с целью приготовления расплава смазки проходит через нагревательный аппарат; далее следуют пр-ссы охлаждения, гомогенизации, фильтрования и деаэрации.
Непрерывные процессы производства смазок осуществляются при постоянной загрузке используемого оборудования, непрерывности всех производственных стадий. (литиеве, комплексные, кальциевые и др.)
Блок-схемы
(стадии) приготовления пластичных смазок
Подготовка сырья
Приготовление загустителя (омыление жирового сырья)
Термо-механ диспергирование
Охл или изотерм кристалл. расплава
Отделочные операции (гомогенизац, деарация, фильт.)
Сырьё, II- модификаторы структуры, III-добавки (присадки и наполнители), IV-смазки на расфасовку
Стадии производства:
Подготовка сырья закл. в предварит. фильтрации или отстаивании жиров и жирных к-т, смешении масел для получения дисперсионной среды необходимых свойств, приготовление растворов щелочей нужной концентрации.
Приготовление мыл – хим.процесс, требующий тщательной дозировки компонентов и строгой последовательности в их загрузке. Это одна из наиболее продолжительных стадий вследствии длител. выпарки воды (до 30ч при период. пр-ссах). Скорость омыления жиров или нейтрализацииц жир. кислот зависит от их состава и конц/ц р-ра щелочи, от т-ры, усл-я контактир-я компонентов, присутствия воды, катализаторов и т.д.
Термомеханическое диспергирование загустителя в дисперсионной среде осуществляется при одновременном термическом и механическом воздействии, приводящем к растворению твердой фазы с образованием коллидных или истинных растворов. Диспергирование неорганических загустителей происходит при интенсивнов механичеком воздействии и температурах 40-600С.
На стадии охлаждения расплава загустителя в масле формируется структура смазок, в значительной степени определяющая их свойства. При охлаждении протекают процессы образования и роста кристаллов. Размерыры и форма частиц загустителя зависят от условий кристалл/ц, начальной температуры и охлаждения и режима его проведения.
Охлаждение смазок в зависимости от их состава и условий применения проводится периодическим и непрерывным методами, в объеме (в варочных аппаратах и в таре) и в тонком слое (на протвинях, ленте-конвейере, барабане)
Отделочные операции (гомогенизация, фильтрование, деаэрирование, расфасовка)
Гомогенизация – мех.обработка(получение однородных и токсотропных смазок)
Деарация – удаление воздуха, получаемого при гомогенизации, при этом повышается устойчивость к окислению и немного увеличивается плотность.
Фильтрация – удаление механических примесей.
Контроль качества:При производстве смазок кроме обычных методов непрерывного контроля и регулирования технологических параметров (температура, давление, расхода) контролируют также качество промужуточных и товарных продуктов по полноте омыления, содержанию воды, вязкости и пределу прочности готовых смазок на потоке.
Оборудование.
Основные группы:
Для подготовительных операций
Для приготовления мыльной основы и испарения влаги
Для термомеханического диспергирования загустителя
Для охлаждения смазок
Для отделочных операций
В зависсмости от типа смазки применяют различное оборудование.
Аппараты для подготовки сырья – промежуточные сборники, расплавители, дозирующие устройства, аппараты для обезвоживания и приготовления растворов щелочей. Омыление жиров происходит в варочных аппаратах – реакторах (котлах). Используют как открытые аппараты (атм.давление), так и закрытые аппараты (автоклавы=контакторы). Для ускорения прцессов омыления жиров и диспергирования загутителя в жидкой основе применяют пропеллерные, планетарные, винтовые мешалки.
Охлаждение раньше в котлах, теперь в аппаратах “Вотатор”(высокая скорость охл.). для быстрого охлаждения в тонком слое – противники или холодильные барабаны. Для гомогенизации используют – перетирочные машины (трехваловые). При деаэрации используют – удаление воздуха из тонких пленок в вакуумной камере.
Ассортимент товарных пластичных смазок (более 100 наименований).
- антифрикционные смазки (использ.мыльные загустители- солидолы, еще используют Ca,Li,Na,AL)
- консервационные
- уплотнительные (производство на мыльных и неорганических загустителях)