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润滑油中使用的表面活性剂有那些?

国际金属加工网 2024年05月22日

润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。润滑油中使用的添加剂有很多是表面活性剂,如清净分散剂、乳化剂、破乳剂、防锈剂等,通常一种表面活性剂可兼作数种添加剂。此外,随着国际上对环境保护的日益重视,也给润滑油领域提出了新的要求,环境友好型润滑油成为国内外润滑油研发企业和机构的重要研究方向。同时废油再生、润滑油工业废水处理也是控制润滑油环境污染的重要措施。

分散稳定性  

近年来、国内外润滑油研发领域出现了许多新的进展和突破,纳米添加剂的产生和应用就是其中之一。纳米添加剂的加入主要用于改进润滑油抗磨减摩特性。然而在制备、使用和储存过程中,纳米添加剂常常会发生团聚,影响润滑油的润滑性能。通过在润滑油中加入表面活性剂可有效促进纳米添加剂在润滑油中的分散,有效提升其稳定性,也可显著提高其使用和储存寿命。

基于此,学者们进行了较为广泛而深刻的研究。评估了润滑油中油酸、司盘80、十六烷基三甲基溴化铵、吐温80、十二烷基苯磺酸钠5种表面活性剂对纳米石墨分散稳定性的影响,发现在添加油酸的500SN基础油中纳米石墨的分散稳定性最好,最适添加量(质量分数)为2%。油酸助分散效果较好的原因是其HLB值最小(HLB为1)和亲油性最好。在无添加剂的昆仑5#基础油中添加司盘80与平平加OS-15复配表面活性剂,探究其对基础油中平均粒径为36.2nm的纳米Al2O3的助分散性。实验测得的昆仑基础油HLB值为12,因此在确定复配表面活性剂配比时,控制其HLB复配值在10~13。HLB复配由式(1)计算。

HLB复配=(HLBa×ωa+HLBb×ωb)/(ωa+ωb)(1)

式中HLBa、HLBb、ωa、ωb分别表示表面活性剂a和b的HLB值以及活性剂a和b的复配质量分数。经计算ωa∶ωb=24.5∶75.5,HLB复配=12。实验结果证明:两种表面活性剂具有协同作用,对纳米Al2O3的分散稳定作用好于单剂,其最适添加量为6%(质量分数)。

在含纳米铜粉的10#机械油中添加复配表面活性剂,通过分光光度法比较不同表面活性剂复配对纳米铜粉分散稳定性的促进作用,数据如表1所示,其中:A1为离心15min时吸光度值;A2为离心30min时吸光度值;S为表面活性剂Span;T为表面活性剂Tween。通过比较发现:单剂T154(双聚异丁烯丁二酰亚胺)、T151(单聚异丁烯丁二酰亚胺)、复合剂司盘80与吐温40的分散稳定效果较好。

用电化学方法,使用表面活性剂OP-10(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10)对纳米锑(Sb)粒子进行表面改性,提高了其在不同基础油中的分散稳定性。实验选用的基础油分别为液体石蜡(LP)、L-HL22#液压油、L-AN32#机油,其中:OP-10对L-AN32#机油的适应性最强;纳米锑分散稳定效果最好。

目前表面活性剂在促进润滑油分散稳定、生物降解、废油废水处理及部分添加剂方面的应用研究日渐增多,但对于表面活性剂作用机理、基础理论方面的深入研究还远远不够,对于表面活性剂促进润滑油分散稳定的促进效果也无统一量化标准。今后可以进一步拓宽表面活性剂在润滑油及其他领域中的使用范围,更加侧重于基础理论的探索研究,制定更加科学合理的润滑油性状评价标准体系,以求更好地满足工业对润滑油的要求。

(GLK吉诺润滑技术)

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