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纳米碳酸钙在润滑领域的应用研究

更新时间  2021-09-25 14:07 阅读
本文摘要:泉源:陈银霞等《纳米碳酸钙在润滑领域的应用研究》 普遍认为磺酸盐的抗磨能力是由载荷胶团中的碳酸钙起作用。张建荣等人研究了高碱值磺酸钙极压抗磨性能他们认为金属之间的摩擦可使摩擦外貌发生局部高温从而使高碱值石油磺酸钙释放出CaCO3在摩擦外貌形成CaCO3沉积掩护膜因而高碱值磺酸钙都有一定的极压性能但差异较大。

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泉源:陈银霞等《纳米碳酸钙在润滑领域的应用研究》

普遍认为磺酸盐的抗磨能力是由载荷胶团中的碳酸钙起作用。张建荣等人研究了高碱值磺酸钙极压抗磨性能他们认为金属之间的摩擦可使摩擦外貌发生局部高温从而使高碱值石油磺酸钙释放出CaCO3在摩擦外貌形成CaCO3沉积掩护膜因而高碱值磺酸钙都有一定的极压性能但差异较大。张建荣等人认为影响其极压性能的重要因素是CaCO3的结构CaCO3为方解石晶体时能在摩擦外貌形成较厚的含CaCO3的掩护膜极压性能较好;CaCO3为无定形时在摩擦外貌形成较薄的含CaCO3的掩护膜极压性能较差。

另外也有学者研究了金属种类、有机基团结构、碳酸盐的粒径巨细等因素对极压抗磨性的影响其中Cahoon认为金属种类、有机基团结构对极压抗磨性的影响较大而碳酸盐的粒径影响较小。

— END—

总的来说纳米碳酸钙在润滑领域中的应用越来越广泛其晶型和粒径对其润滑性能影响较大因此纳米碳酸钙显得尤为重要。

复合磺酸钙基润滑脂由基础油、稠化剂和添加剂等组成与普通皂基脂差别的是稠化剂。复合磺酸钙基润滑脂的稠化剂主要由两部门组成:高碱性非牛顿体磺酸钙和复合钙皂两者之间既有物理混淆又有化学缔合是一个较庞大的化合物体系。

非牛顿体磺酸钙由油溶性的牛顿体转化而来牛顿体高碱值磺酸钙由烷基苯磺酸钙正盐和碳酸钙组成其结构如下图所示其中R是C20-C30的烷基m可高达40碳酸钙微粒一般小于10nm被磺酸钙分子包裹形成稳定的胶粒溶于油中高碱值泉源于疏散在胶粒中的碳酸钙。

结论

随着人们环保意识的增强和环保法例的完善绿色环保类纳米润滑添加剂越来越受到人们的青睐。纳米碳酸钙颗粒对金属不发生腐蚀同时差池情况造成污染是一种具有生长前景的润滑添加剂。

因此越来越多的研究者考察了其在润滑体系中的应用性能。总的来说纳米碳酸钙在润滑油领域中的应用主要体现在三个方面:高碱性金属清净剂、润滑脂的稠化剂(尤其在高碱性复合磺酸钙基润滑脂中)、高效极压抗磨剂。

润滑脂的稠化剂

纳米质料自问世以来因其特有的性能在许多领域引起研究者们的广泛关注。在润滑领域研究发现纳米碳酸盐具有良好的抗磨损作用。现在研究中用到的碳酸盐主要有CaCO3、MgCO3、BaCO3、Na2CO3 等在综合思量情况友好、制备成本、性能等因素纳米CaCO3在润滑领域中的应用较为广泛。

鉴于上述分析本文对纳米碳酸钙在润滑领域中的应用作一简要评述。

纳米碳酸钙作为绿色环保类纳米润滑添加剂的一种越来越多的学者研究了其在高碱性金属清净剂、润滑脂的稠化剂和高效极压抗磨剂方面的应用性能。经分析发现纳米碳酸钙的晶型、粒径和形状对其润滑性能均有影响如在高碱性金属清净剂中需要解决的重要问题就是纳米碳酸钙的粒径控制;在润滑脂的稠化剂方面需要控制纳米碳酸钙的粒径、晶型和形状;在高效极压抗磨剂方面其晶型对磺酸盐的极压性能影响较大。

通常碳酸钙占牛顿体高碱性磺酸钙的30%左右磺酸钙占20%其余为稀释油。另外据研究在牛顿体高碱值磺酸钙中纳米碳酸钙是无定形状态当经促进剂将牛顿体高碱值磺酸钙转变为非牛顿体高碱值磺酸钙后发现纳米碳酸钙由原来的无定形变为球形方解石且颗粒尺寸增大。

值得一提的是复合磺酸钙基润滑脂良好的低温性能源自于体系中含有大量的球形纳米碳酸钙颗粒这些颗粒阻止了基础油在低温下凝聚的趋势。可见纳米碳酸钙作为润滑脂的稠化剂其粒径、晶型和形貌对其性能均有影响。

一般认为碱性金属清净剂的有效部门由稳定的载荷胶团和游离的外貌活性剂分子及其胶束组。


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