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潤滑油與其化學組成關(guān)系

信息來源: 佑和(YOUHE)  /  發(fā)布日期:2022-04-25 15:42:21  /  瀏覽量:1360

潤滑油的潤滑性主要包括油性、抗磨損性和極壓性。油性是指油中的極性分子吸附在金屬表面形成定向排列的吸附層,以減少摩擦的性能。油性是由油中極性分子對金屬表面的吸附能力決定的,可通過加入極性化合物即油性添加劑(如脂肪酸、高級醇、多元酯類等)的方法提高潤滑油的的油性??鼓p性是指潤滑油在輕負荷和中等負荷下,在摩擦面形成薄膜防止磨損的性能,此時,油性劑易發(fā)生脫附,必須加入能在高溫下與金屬表面作用的表面活性劑即抗磨損添加劑以形成膠合薄膜。極壓性是指在低速高負荷或高速沖擊負荷所形成的邊界潤滑條件下,防止摩擦面發(fā)生擦傷和燒結(jié)的性能,此時,必須加入含硫、磷等的化合物,與金屬表面發(fā)生化學反應(yīng),生成熔點比原金屬低的化合物,形成極壓固體潤滑膜。而潤滑油的基本成分是非極性的烴類,極性組分在潤滑油的精制過程中基本被脫除,使?jié)櫥偷臐櫥越档停?,潤滑油的潤滑性能主要依靠加入含硫、磷等的添加劑在摩擦面形成吸附膜和反?yīng)膜來實現(xiàn)。

衡量潤滑油潤滑性能的重要指標是極壓抗磨性,評價方法主要有潤滑劑極壓性能測定法(四球法)GB/T 12583、潤滑油抗擦傷能力測定法(梯姆肯法)SH/T 0532等,四球法是最簡單、最實用、使用最多的測定潤滑油極壓抗磨性的方法。


黏度反映了流體流動時分子間內(nèi)部阻力的大小,潤滑油的黏度一般分為運動黏度、動力黏度(又稱絕對黏度)和條件黏度(包括恩氏黏度、雷氏黏度和賽氏黏度)。運動黏度只能用于測定牛頓型流體的黏度,即新的潤滑油黏度(不是所有的新潤滑油);動力黏度既可測定牛頓型流體的黏度,也可測定非牛頓型流體的黏度,所以可測定新的潤滑油、在用的潤滑油及廢潤滑油的黏度;條件黏度一般用于重質(zhì)潤滑油的黏度測定。但由于動力黏度的測定方法較多,條件不同導致結(jié)果各異,所以,目前國內(nèi)外一般均采用運動黏度測定潤滑油的黏度,我國采用的標準是GB/T 265和GB/T 11137。

要使摩擦副保持液體潤滑,潤滑油黏度的大小必須足以使它能在機件之間形成連續(xù)的油膜。假如潤滑油的黏度太小,那就會導致油膜厚度太薄,從而加大機件的磨損,甚至燒壞;假如潤滑油的黏度太大,則用于克服液體內(nèi)摩擦所耗的能量就會太大,這也是不經(jīng)濟的。此外,從潤滑油的冷卻作用來看,黏度較小的潤滑油冷卻效果較好;而從密封作用來看,則要求潤滑油的黏度不能太小。至于黏度以多大為宜,則要根據(jù)不同的具體使用條件來確定。

①對于同一系列的烴類,除個別情況外,化合物的相對分子質(zhì)量越大,其黏度也越大。

②當相對分子質(zhì)量相近時,具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的分子的黏度大于鏈狀結(jié)構(gòu)的,而且分子中的環(huán)數(shù)越多則其黏度也就越大。因此,在習慣上有分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)是其黏度的載體的說法。

③當烴類分子中的環(huán)數(shù)相同時,其側(cè)鏈越長則其黏度也越大。

此外,在環(huán)烴中,多環(huán)烴的黏度大于單環(huán)烴;同碳數(shù)同環(huán)數(shù)的環(huán)烷烴黏度大于相對應(yīng)芳烴的黏度;雜環(huán)烴的黏度大于同碳數(shù)芳烴和環(huán)烷烴的黏度。

在潤滑油加工過程中,由于烷烴的黏度最低,尤其是正構(gòu)烷烴,所以,經(jīng)過脫蠟以后的潤滑油餾分的黏度有所升高,這是因為具有低黏度的烷烴脫蠟后含量大大減少的緣故。而經(jīng)過精制后,潤滑油的黏度就有所降低,這是由于具有高黏度的多環(huán)烴類和膠質(zhì)等非烴類被除去而含量減少的結(jié)果。

潤滑油的黏度取決于其餾分與化學組成。切割同一原油而得到的各種潤滑油餾分,黏度隨餾分的變重而增大;從不同原油中切割出沸點范圍相同的潤滑油餾分,它們的黏度并不相同;即使是同一原油的同一種潤滑油餾分,加工的方法或加工的工序不同,產(chǎn)品的黏度都有差異。

此外,潤滑油的黏度還和溫度、壓力有關(guān)。潤滑油的黏度隨溫度的升高而減小。黏度與溫度的關(guān)系一般可用下列經(jīng)驗式關(guān)聯(lián):

150.0       lglg(v+a)=b+mlgT

式中 v-運動黏度,m㎡/s;

a,b,m-與油品組成有關(guān)的經(jīng)驗常數(shù)。對于我國油品,a常采用0.6,國外油品常采用0.8;

T-絕對溫度,K;

若已知潤滑油任意兩個溫度時的黏度,即可求得該油品的b及m,這樣就可利用上述關(guān)聯(lián)式求取其他溫度下的黏度。也可以利用作圖的方法求取:以lgT為橫坐標,lglg(v+0.6)為縱坐標,由兩個已知溫度下的v在圖中得兩個點作直線,由該直線可求其他溫度下的黏度。但此法不很準確,直線外延過遠時誤差更大,而且只適用于牛頓流體。

潤滑油的黏度隨壓力的升高而增大,這是因為當液體所受的壓力增大時,其分子間的距離縮小,引力也就增強,導致其黏度增大,且在高壓下顯著變大。當壓力大于20MPa時,壓力對黏度有顯著影響,可由下式進行計算:

1g370=0.0147P(0.0239+0.01638n02)

式中 n--溫度t℃及壓力為P時的黏度,mPa·s;

m。-溫度t℃及常壓時的黏度,mPa·s;

此式不宜用于


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