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浅谈润滑油中的抗泡剂

发布时间:2019-05-08 15:42所属分类:理工论文浏览:1

摘要:生活生产中各种机械设备广泛地使用润滑油,而其在被使用中产生的泡沫对润滑系统的危害非常大,还会加剧机械磨损和润滑油的损耗。因此,良好的抗泡性对润滑油十分重要。本文将对泡沫的形成与危害,与抗泡剂的作用机理进行探讨,并对常见抗泡剂的种类进

  摘要:生活生产中各种机械设备广泛地使用润滑油,而其在被使用中产生的泡沫对润滑系统的危害非常大,还会加剧机械磨损和润滑油的损耗。因此,良好的抗泡性对润滑油十分重要。本文将对泡沫的形成与危害,与抗泡剂的作用机理进行探讨,并对常见抗泡剂的种类进行介绍,得出了应该加大复合型抗泡剂的研究的结论。

  关键词:泡沫;抗泡剂;抗泡机理;种类

化工管理

  1前言

  润滑油在生产、运输、存储及使用的过程中,会受到搅拌、振荡等作用,并不可避免地有空气进入油中,导致润滑油的表面会逐渐形成泡沫,并分散至油品内部。另外,在面对愈加严峻苛刻的工作环境时,我们需要往润滑油中加入各种添加剂来增强其性能。但是,添加剂之间的相互作用,在其改善油品某项性能的同时,或许会对其他性能产生不利影响[1]。就如清净分散剂,抗氧抗腐剂等添加剂多为表面活性剂,会增加油品的泡沫生成趋势和泡沫稳定性[2]。

  润滑油表面或体系内部的泡沫会对机械设备的润滑系统带来不良影响,它不仅会削弱润滑油的密封作用,也会降低冷却散热效果,严重时使油泵抽空,油路产生气阻,造成供油停滞,以致运动部件得不到润滑,增加零件磨损,损坏仪器[3]。因此,一款性能优良的润滑油必须具有良好的抗泡性,应能使油不起泡或起泡后易于消泡,从而保证润滑系统的正常工作。

  2泡沫的形成与危害

  2.1泡沫的形成

  泡沫是一种空气与油形成的气-液界面现象,其以润滑油为分散介质的分散体系,以空气为分散相。当润滑油中的气泡上升至油液后,会被一定厚度油膜所包围,进而形成气泡聚集体。

  但是,纯物质是不易起泡的,形成的泡沫也会旋即破裂消失。所以,能在润滑油中稳定存在的泡沫,必然是由油品中大量的表面活性剂导致的。一般油品中使用的抗氧抗腐剂、清净分散剂及其他添加剂,绝大多数是表面活性剂。富集于气液界面的表面活性剂的极性基团指向液体,而非极性基团则指向气泡内,构成单分子层膜以减小界面的张力,而使气泡处于较稳定的热力学状态;当气泡在液体中上浮到液面并逸出时,气泡膜已生成双分子层膜了。

  2.2泡沫的危害

  泡沫会使润滑油性能下降,具体表现在润滑油的润滑减磨、冷却散热、清净分散、密封堵漏、防腐防锈等作用方面:

  (1)润滑减磨性能减弱:泡沫会破坏发生相对滑动的摩擦副处的油膜的连续性,降低润滑性能,导致机件失去充分的润滑防护而产生严重磨损甚至烧结。

  (2)冷却散热性能降低:机械设备的部分热量经由润滑油在循环流动时带走散发出去,而润滑油表面聚集大量泡沫时,油品的流动性会变差,其中的热量因难以散发而使冷却效果大减。

  (3)清净分散效果减弱:油品与空气的接触面积会因泡沫而增大,油品在高温下的氧化变质会加剧,生成更多的碳化物、油泥;同时,流动性不足的润滑油无法充分冲洗带走零件工作面上的赃物。

  (4)防腐防锈作用减弱:润滑油吸附在零件表面形成一层油膜,来隔绝空气中的氧气、水、酸性物质及有害气体,防止腐蚀。而泡沫不仅会破坏油膜,还会在高温下释放气泡,形成气蚀。

  (5)造成气阻、断流现象:泡沫在高温下释放出气体后,可能会引发气阻,堵塞油路,影响供油,甚至断流,使润滑系统无法正常工作。

  3抗泡剂的作用机理

  抗泡方法众多,一般分为物理抗泡法和化学抗泡法,而添加抗泡剂法则属于化学抗泡法。

  目前,关于抗泡剂作用机理的研究并不足够明了,且相关观点众多,而当中最受主流认可的理论则认为是让泡沫的气液交界面处的表面张力降低,使其破裂而消泡[4]。

  一般而言,不溶于润滑油的抗泡剂以细小的液珠态均匀地分布于润滑油中。由于抗泡剂的表面张力要比润滑油表面张力小,当抗泡剂均匀地分布于润滑油中时,会吸附于泡沫上,渗透到气泡膜内,使局部膜的强度发生变化,产生张力差,吸附膜区受到周边拉力,使膜因受力不均逐渐变薄以致破裂[5]。相反,若抗泡剂溶于润滑油中,润滑油体系整体的表面张力将会下降,该体系产生的泡沫会因表面张力下降而更加稳定。

  4常见抗泡剂的种类

  润滑油抗泡剂为油溶性表面活性剂,其一般分为三大类:硅型抗泡剂,非硅型抗泡剂和复合型抗泡剂。

  4.1硅型抗泡剂

  硅型抗泡剂应用最多的是二甲基硅油(T901),又名甲基硅油、聚二甲基硅氧烷液体。其为无味无臭、无毒、无色的透明粘稠液体。T901具有用量少(0.0001%~0.001%),抗泡性能良好的特点。T901不溶于润滑油,而是分散成极微小的颗粒分布于油中,它的表面张力小于润滑油,附在润滑油与气泡表面之间使之形不成稳定的气-液相而造成起泡破裂。而对于分散气泡,它使表面张力降低而使生成的气泡直径变小,上浮困难,导致空气释放性差。另外,若在酸性油品里,随着时间的延长,硅型抗泡剂会因不稳定而沉降,聚积造成消泡性能的失效[6-8]。

  4.2非硅型抗泡剂

  非硅型抗泡剂应用最多的是聚丙烯酸酯(T911和T912),是一种无毒、无色或微黄色的透明粘稠液体。聚丙烯酸酯在矿物油中的溶解性好,具有用量少(0.005%~0.1%);生成的气泡直径大,容易释放,对空气释放性影响小;对各种调和技术不敏感;在酸性介质除泡效率高和抗泡持久性好等优点。但同时,非硅型抗泡剂与某些添加剂的配伍性差,会引起抗泡效果下降,甚至促进泡沫生成[9,10]。故此,在使用非硅型抗泡剂时应多加注意。

  4.3复合型抗泡剂

  当油品在单独使用硅型抗泡剂或非硅型抗泡剂,不能同时满足在空气释放性、抗泡性、调和技术要求、适用介质条件等方面的要求时,人们将两类抗泡剂按适当的比例和工艺加以复合,均衡它们的长短处研发出复合型抗泡剂来满足需求[11,12]。

  迄今,已研制出1#复合抗泡剂(T921)、2#复合抗泡剂(T922)和3#(T923)复合抗泡剂三种复合型抗泡剂。1#复合型抗泡剂与大多数添加剂配伍性好,对油品空气释放性影响小,油溶性较好,使用方便。2#复合型抗泡剂对含磺酸盐或发泡性强物质的油品有高效抗泡性,油溶性好,不需稀释,加入方便[13]。3#复合型抗泡剂对含大量清净剂或发泡性强物质的油品抗泡性强,加入方便[14]。

  5结论

  使用抗泡剂是消除润滑油中气泡,保证润滑系统正常的最好方式。但现今广泛使用的硅型抗泡剂和非硅型抗泡剂自身都存在着不足,影响消泡效果。所以应对复合型抗泡剂给予足够重视,加大研究力度,朝消泡剂用量少、性能更优异、能提高设备利用率和实际生产效能等的方向发展。

  参考文献:

  [1]许保权,冯洁泳,林国就,邓志杰,王俊.汽油机油产品储存过程中抗泡性能的保持[J].石油商技,2017(03):78-81.

  [2]马占胜.抗泡剂对润滑油理化性能的影响[J].化工管理,2016(32):120-121.

  [3]纪春怡,安彦杰.加氢异构脱蜡基础油抗泡性能考察[J].黑龙江石油化工,2001,12(02):10-12.

  [4]王宁,朱元琪.润滑油泡沫性能的研究[J].石油炼制与化工,2009,3(31):9-12.

  [5]张剑,金映丽,马先贵.现代润滑技术[M].冶金工业出版社,2008,1(01).

  [6]邓广勇,刘红辉,李纯录,润滑油抗泡剂的类型和机理探讨[J].润滑油,2010,25(03):41-42.

  [7]关子杰,钟光飞.润滑油技术问答[M].中国石化出版社,2012(06).

  [8]谢静茹,浅谈抗泡剂对润滑油性能的影响[J],中国新技术新产品,2013,06(上):20-21.

  [9]卞森,费逸伟,姚婷.润滑油添加剂—抗泡剂[J].当代化工,2016,45(01):115-117.

  [10]王开毓.非硅抗泡剂系列产品性能和应用[J].润滑油,1993(05):36-38.

  [11]何刚,王国金.复合抗泡剂在液压油中的应用[J].石油商技,2007,4(19):19-20.

  [12]郭力,胡建强,姚婷.润滑油抗泡沫添加剂[J].化工时刊,2015,29(11):27-29.

  [13]焦志凌,于铠诚,张磊.抗泡剂在工业润滑油中的应用研究[J].润滑油,2015,30(05):50-53.

  [14]王开毓,徐魏.3号复合抗泡剂的研制及其应用[J].润滑油,2008,10(17):50-52.

  相关刊物推荐:《化工管理》杂志(月刊)创刊于1986年,是国家新闻出版总署正式批准的唯一化工企业综合管理类期刊,面向国内外公开发行。她是《中国核心期刊(遴选)数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》来源期刊,《万方数据-数字化期刊群》全文收录期刊、科技部重庆维普咨询网《中文科技期刊数据库》等全文收录期刊。

  

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