главная > справочник > химическая энциклопедия:

Пластичные смазки

Для оценки антикоррозионных свойств пластичные смазки металлич. пластинку погружают в них при повыш. температуре, зависящей от температуры каплепадения; об агрессивности смазок судят по изменению состояния пов-сти пластинки. Противоизнос-ные свойства пластичные смазки определяют на четырехшариковой машине трения; предельно допустимые значения износа шариков устанавливают в зависимости от назначения смазок и условий их эксплуатации. Защитные (консервационные) свойства пластичные смазки оценивают при воздействии на смазку, нанесенную на металлич. пластинку, повышенных влажности и температуры, SO₂, тумана HCl и др. агрессивных сред. Оценка эксплуатац. свойств пластичные смазки включает также определение в них содержания воды, кислот и своб. щелочей.

Повышение требований к надежности и долговечности работы совр. машин и механизмов, а также ужесточение условий применения пластичные смазки обусловливают необходимость регулирования и улучшения их качества путем тщательного подбора дисперсионных сред, дисперсных фаз, введения добавок и их композиций, совершенствования технологии приготовления.

Дисперсионная среда. Жидкая основа в значит. мере определяет вязкостно-температурные характеристики, стабильность и др. свойства пластичные смазки В качестве дисперсионной среды, содержание которой в смазках составляет 70-90% по массе, используют товарные нефтяные масла малой и средней вязкости (не более 50 мм²/с при 50 ⁰C). При подборе жидкой основы учитывают также хим. состав (содержание смол, полициклич. ароматич. углеводородов. кислородных соед.), заметно влияющий на формирование структуры смазок. Для приготовления пластичные смазки, работоспособных при высоких температурах (150-200⁰C и более), служат обычно синтетич. масла (полисилоксаны, полигликоли, сложные эфиры, перфтор- и перхлоруглероды и др.). Регулирование эксплуатац. свойств смазок и более эффективное их использование достигаются применением композиций синтетич. и нефтяных масел.

НЕКОТОРЫЕ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИПИЧНЫХ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК

Дисперсная фаза. Содержание загустителей в смазках составляет, как правило, 10-15%, при низкой загущающей способности-до 20-50% по массе. Загустители оказывают наиб. влияние на структуру и свойства пластичные смазки и подразделяются на органические и неорганические.

Смазки на орг. загустителях: мыльные [загустители-соли высших жирных кислот (мыла)]; углеводородные (твердые предельные углеводороды C₁₈-C₃₅, C₃₆-C₅₅ и др.); пигментные (орг. красители); полимерные (напр., фторопласты); уреатные (алкил-, ацил- и арилпроизводные мочевины); на основе целлюлозы, солей терефталевой кислоты и т.д.

Мыльные смазки различают по катионам-кальциевые, натриевые, литиевые и др. Среди Са-смазок, выпуск которых в СССР составляет 75% выработки всех пластичные смазки, особенно важны составы на гидратир. Са-мылах-солидолы, работоспособные при температурах от -30 до 70⁰C. Широко используют безводные пластичные смазки на основе комплексных Са-мыл (кСа-смазки), в которых загустителями служат комплексные соед. солей высо-комол. (обычно стеариновой) и низкомол. (как правило, уксусной) жирных кислот; эти смазки более термостойки по сравнению с обычными кальциевыми и работоспособны до 160⁰C. Распространены (10% выпуска всех пластичные смазки) также Na-смазки, особенно консталины, работоспособные до 110-120⁰C; однако они растворимы в воде и легко смываются с металлич. пов-стей. Все большее применение получают многоцелевые Li-смазки, совмещающие достоинства кальциевых (водостойкость) и натриевых (т. каплепад. 170-200⁰C) смазок и работоспособные при температурах от —50 до 130⁰C (см., например, Литол). Кроме перечисленных пластичные смазки в ряде случаев используют смазки на основе солей Al, Ba, Pb, Zn и др.

Углеводородные смазки (напр., пушечная, ЦИАТИМ-205) получают загущением главным образом вязких остаточных или высокоочищенных нефтяных масел твердыми углеводородами -парафином, церезином, их смесью, а также петролатумом, к которым иногда добавляют пчелиный и др. прир. воски. Эти смазки отличаются низкой температурой каплепадения (45-70⁰C), высокими водо- и морозостойкостью, а также хим. стабильностью, способностью после расплавления и послед, охлаждения восстанавливать структуру и свойства.

Пигментные смазки (напр., ВНИИ НП-235) приготовляют введением преим. в синтетич. масла (полисилоксаны, поли-фениловые эфиры) в кол-вах 20-50% по массе красителей -индантрена, изовиалонтрона, фталоцианина меди и др. Отличаются высокими мех., коллоидной и хим. стабильностью, работоспособны при температурах от -80 до 250-300⁰C и выше.

Полимерные смазки (напр., ВНИИ НП-233) получают загущением перфторполиэфиров, перфтор- и перфторхлор-углеродов сходными с ними по хим. природе высокомол. твердыми полимерами (напр., полиуретанами). Чрезвычайно химически стабильны и работоспособны до 300⁰C.

Смазки на неорг. загустителях. Получают загущением нефтяных и синтетич. масел неорг. соединениями: силикагелем (напр., смазки ВНИИ НП-279 или 282), стекловолокном, асбестом, бентонитовыми глинами (напр., смазка ВНИИ НП-273) и т. д. Эти смазки стабильны при высоких температурах (200-300⁰C, в перспективе - при 400-600⁰C), радиоактивном облучении и др. сильных внеш. воздействиях.

Загустители используют как в отдельности, так и в сочетании друг с другом. В случае смешанных загустителей каждый компонент выполняет свою ф-цию: так, мыла улучшают смазочную способность, твердые углеводороды повышают водостойкость, неорг. загустители расширяют температурный диапазон применения смазок.

Некоторые важные характеристики пластичные смазки приведены в таблице.

Модификаторы структуры и добавки. Улучшение качества смазок достигается присутствием в них модификаторов структуры и введением наполнителей и присадок.

Прочность пространств. структурного каркаса смазок повышается благодаря т. наз. модификаторам структуры. Причины их присутствия в смазках: вносятся дисперсионной средой (напр., смолы и нефтяные кислоты); образуются при приготовлении-т. наз. технол. ПАВ (продукты окисления жидкой основы, избыток жирового сырья и продукты его превращений); накапливаются при хранении и применении (кислородсодержащие соед.) и т.д.

Наполнители (1-15%, реже до 20% по массе и более)-твердые высоко дисперсные (размер частиц до 10 мкм) вещества-графит, техн. углерод (сажа), MoS₂, BN, алюмосиликаты, порошки Sn, Cu и др. металлов. Обладают слабым загущающим действием, практически нерастворимы в дисперсионной среде, образуют самостоят. фазу в смазках и способствуют упрочнению их граничных слоев.

Присадки (0,001-5% по массе) - обычно орг. соед., растворимые в дисперсионной среде, оказывают существ. влияние на формирование структуры и реологич. свойства смазок. Осн. присадки: антиокислительные (напр., ионол), антикоррозионные (нитрованный окисленный петролатум и др.), противоизносные (напр., трикрезилфосфат), вязкостные (по-лиизобутилены и др.) и т.д. (см. также Присадки к смазочным материалам). Эффективно также использование в пластичные смазки композиций присадок и наполнителей.

Получение. Технол. процессы произ-ва смазок м.б. периодическими (обычно при выпуске большого ассортимента некрупными партиями) или непрерывными (целесообразны при выработке крупных партий одного сорта смазки). Типичная периодич. технология приготовления наиб. распространенных мыльных смазок заключается в следующем. В варочный котел загружают 15-30% нефтяного масла и всю порцию жирового компонента. Ингредиенты при перемешивании нагревают до 70-80⁰C и добавляют водный раствор щелочи. При интенсивном перемешивании и температуре до 110⁰C происходит омыление жиров, после чего температуру повышают до 130 ⁰C для выпаривания излишнего кол-ва воды. Затем смесь полученной мыльной основы и остатка масла нагревают до температуры плавления мыла. По окончании варки мыльный расплав охлаждают. Режим охлаждения определяет пространств. каркас смазок: при быстром понижении температуры образуются мелкие, при медленном - крупные частицы загустителя. Смазки, полученные путем быстрого охлаждения расплава, отличаются большей прочностью. Наиб. упорядоченная и прочная структура пластичные смазки формируется в режиме изотермич. кристаллизации.

Принципиальная технол. схема непрерывного произ-ва смазок: измельчение готового сухого мыла; приготовление суспензии его порошка в половине общего кол-ва синтетич. масла; нагревание суспензии до образования расплава; смешение последнего с остальным кол-вом нагретого масла; охлаждение мыльного расплава. Технология получения углеводородных смазок намного проще, чем мыльных, и сводится в осн. к сплавлению при перемешивании компонентов, выпарке воды и охлаждению готового расплава.

Стабильность охлажденных после приготовления пластичные смазки повышают продавливанием их через узкие кольцевые отверстия под давлением 20-25 МПа (гомогенизация) или через щелевые зазоры в полость спец. аппарата, из которого непрерывно откачивают воздух (деаэрация).

Применение. Св-ва пластичные смазки определяют их преимущества перед жидкими смазочными материалами: малый уд. расход (иногда в сотни раз меньший); возможность создания более простых конструкций машин и механизмов, больший их "межсмазочный" период эксплуатации и значительно более низкие затраты на обслуживание.

Благоприятное сочетание свойств жидкости и твердого тела позволяет использовать пластичные смазки в разнообразных узлах трения: открытых, негерметизированных, труднодоступных, расположенных под углом к горизонту, работающих в широких диапазонах температур и скоростей, а также в вакууме; в механизмах с редко сменяемыми смазками, при недопустимости загрязнения ими среды или попадания на детали и перерабатываемые материалы, при вынужденном контакте с водой и др.

По назначению различают пластичные смазки (см. также табл.): для снижения трения и износа деталей машин и механизмов (см. Антифрикционные смазки, Металлоплакирующие смазочные материалы); для защиты металлич. изделий от коррозии и предотвращения износа (см. Канатные смазки, Консерва-ционные смазки); для герметизации резьбовых соед., сальников, щелей, зазоров и т. д. (см. Уплотнительные смазки); для спец. целей увеличения трения для предотвращения проскальзывания трущихся пов-стей (фрикционные смазки), улучшения их приработки (приработочные смазки) и др. Кроме этих осн. ф-ций, смазки выполняют роль электро-изоляц. материалов, защищают детали узлов трения от ударных нагрузок, снижают вибрации и шум.

Мировое производство пластичные смазки составляет ок. 1 млн. т/год, или примерно 4% выработки нефтяных масел (1989).

Лит.: Фукс И. Г., Пластичные смазки, M., 1972; его же, Добавки к пластичным смазкам, M., 1982; Синицын В. В., Пластичные смазки в СССР, 2 изд., M., 1984; Ищук Ю. Л., Технология пластичных смазок, К., 1986; Вава-нов В. В., Вайншток В. В., Гуреев А. А., Автомобильные пластичные смазки, M., 1986; Гуреев А. А., Фукс И. Г., Лашхи В. Л., Химмотология, M., 1986, с. 278- 363; Климов К. И., Антифрикционные пластичные смазки, M., 1988; Смазочные материалы. Справочник, M., 1989, с. 113-50; Топлива, смазочные материалы. технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочное издание, под ред. В. M. Школьникова, M., 1989, с. 257-321. © А. В. Виленкин.