Физико-химические свойства пластичных смазок
03.01.2025
Пенетрация — это измерение густоты, выражаемое в десятых долях миллиметра, которое определяется глубиной погружения конуса иглы (150 г) за 5 секунд при температуре +25°C.Температура каплепадения — температура, при которой смазка плавится, теряя свои смазывающие свойства. Для нормальной работы механизма температура смазки должна быть на 10–20°C. Смазки делятся по этому показателю на:
- Низкоплавкие (до 65°C)
- Среднеплавкие (65–100°C)
- Тугоплавкие (выше 100°C)
Эффективная вязкость — это вязкость, эквивалентная вязкости ньютоновской жидкости при заданном напряжении сдвига. Она влияет на прокачиваемость, минимальную температуру прокачки и пусковые свойства. Измеряется капиллярными вискозиметрами и не должна превышать (15–20)·103 Па·с при скорости деформации 10 с–1.
Предел прочности показывает минимальное усилие, необходимое для сдвига смазки, и предотвращает ее сползание с вертикальных поверхностей. Нормируется при 20°C и составляет 300–1500 Па. При превышении предела смазка начинает течь.
Стабильность смазок
Механическая стабильность смазок — это их способность сохранять исходные физико-химические свойства при воздействии механических нагрузок, таких как вибрации, сдвиги или растяжения. Это означает, что смазка не должна терять свою консистенцию, не должна распадаться на компоненты и должна сохранять свои смазывающие и защитные свойства даже при длительной эксплуатации в механизмах с интенсивным движением.Механическая стабильность смазок характеризует их способность восстанавливать структуру после разрушения в ротационном приборе (таксометре). Это оценивается с помощью коэффициентов:
- Кр — индекс разрушения
- Кв — индекс тиксотропного восстановления.
Коллоидальная стабильность смазки — это способность смазочного материала сохранять однородную дисперсионную структуру (распределение загустителя в масле) без разделения на составляющие компоненты в процессе хранения или эксплуатации.
Смазки, особенно пластичные, состоят из трех основных компонентов:
- Базовое масло (основа).
- Загуститель (чаще всего мыло или полимеры).
- Присадки (для улучшения свойств).
Коллоидальная стабильность определяет, насколько устойчиво загуститель удерживает масло в своей структуре при воздействии тепла, механических нагрузок и других внешних факторов.
Микробиологическая стабильность — это способность материала противостоять разрушению микроорганизмами, важная в медицине, упаковке и пищевой промышленности.
Радиационная стабильность определяет устойчивость материалов к воздействию ионизирующего излучения, что критично в атомной энергетике и космической отрасли. Оба параметра учитываются при разработке продуктов, подверженных биологическим и радиационным факторам. Для повышения стабильности применяются антимикробные добавки, специальные покрытия и устойчивые полимеры.
Мы проводим испытания на коррозионные свойства смазок, погружая медные и стальные пластинки в смазку, нагретую до 100 °C, на 3 часа. После испытания смазка считается выдержавшей тест, если на пластинках, промытых водой, отсутствуют следы коррозии. Мы контролируем содержание свободных органических кислот и щелочей в смазках, поскольку они провоцируют коррозию и ухудшают коллоидную стабильность; для этого используем метод титрования. Также строго следим за отсутствием механических примесей, которые вызывают износ деталей и не могут быть удалены фильтрацией или отстаиванием.
Содержание воды в смазках зависит от их типа: в немыльных загустителях вода недопустима, а в кальциевых смазках она служит стабилизатором (1,5–3,0%). В натриевых и кальциево-натриевых смазках её количество ограничено. Для определения содержания воды мы применяем методы, аналогичные использующимся для масел и топлив, а растворимость смазок оцениваем по изменениям их внешнего вида в воде.
Химическая стабильность – это их способность сохранять свои свойства в условиях длительного воздействия кислорода и высокой температуры. Это важная характеристика, так как она напрямую влияет на работу механизмов, где используются смазочные материалы. Когда смазка теряет свою стабильность, в ней начинают образовываться кислоты, альдегиды, спирты и другие кислородсодержащие соединения, что приводит к ухудшению её защитных свойств, особенно антикоррозийных. Например, если в автомобильной смазке повышается кислотность, это может ускорить износ движущихся частей и вызвать коррозию.
Один из методов оценки химической стабильности смазки — окисление на медной пластине при температуре 120°C. Этот тест позволяет оценить, как смазка будет вести себя при длительном воздействии высоких температур, имитируя реальную эксплуатацию. Измеряя кислотное число (количество кислот, образующихся в результате окисления), можно понять, насколько быстро смазка начинает терять свои свойства.
Термальная стабильность описывает их способность сохранять оптимальную вязкость при воздействии высоких температур, что особенно важно в условиях работы двигателей и механизмов, где температура может значительно повышаться. Если смазка теряет свою текучесть и становится слишком густой, это затрудняет её подачу в узлы трения, что может привести к ухудшению смазочных свойств и увеличению износа. Термоупрочнение смазки может ухудшить её адгезионные качества, что означает, что она будет хуже прилипать к поверхностям и, следовательно, обеспечивать менее эффективную защиту.
Для оценки термоупрочнения смазки используется прочномер СК, который позволяет измерить предел прочности материала до и после воздействия повышенных температур. Например, если смазка используется в трансмиссии автомобиля и подвергается воздействию высоких температур, важно, чтобы её вязкость и прочность оставались на нужном уровне, иначе смазка будет работать хуже, что приведёт к ускоренному износу деталей.
