ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы СТРУКТУРА КОНСИСТЕНТНЫХ СМАЗОК Микроструктура консистентных смазок из "Консистентные смазки" Систематические научные исследования коллоидной структуры консистентных смазок и их физико-химических и физико-ме-ханических свойств были начаты в СССР и за рубежом в тридцатых годах нашего столетия. Крупных достижений в этой области добились за последние 15 лет. [c.21] Фундаментальные исследования структуры и структурно-ме-канических свойств консистентных смазок и родственных им дисперсных систем выполнены советскими учеными П. А. Ребиндером, Г. В. Виноградовым, М. П. Воларовичем, А. Н. Трапезниковым, Д. С. Великовским, а также их учениками и сотрудниками. [c.21] Консистентные смазки представляют собой особый класс смазочных материалов, приготовляемых путем введения в смазочные масла специальных, главным образом твердых загустителей, ограничивающих их текучесть. [c.21] Пределом текучести обладают пластические тела. Поэтому температуру перехода смазки в текучее состояние можно называть температурным пределом пластичности. Температурный предел пластичности консистентных смазок, изготовленных в идентичных условиях и из одного и того же сырья тем ниже, чем меньше концентрация данного загустителя. Поэтому при цебольших концентрациях загустителей смазки приобретают текучесть без приложения внешних сил при обычных и даже при низких температурах. К числу консистентных смазок относят, однако, только те загущенные масла, которые при обычных температурах обладают измеримым пределом текучести. [c.22] В тех условиях, в которых консистентные смазки могут течь, их текучесть отличается от текучести смазочных масел и вообще нормальных жидкостей. Внутреннее трение консистентных смазок не является их физической константой, как вязкость нормальных жидкостей. Оно в очень широких пределах изменяется с изменением условий, в которых происходит их течение. Внутреннее трение всех консистентных смазок изменяется с изменением сдвигающей силы (напряжение сдвига) и скорости течения (градиента скорости сдвига), а у некоторых из них и в зависимости от других переменных факторов. [c.22] Ограниченная и аномальная текучесть консистентных смазок связана с их коллоидной природой и структурой. [c.22] Коллоидные дисперсии твердых частиц в жидкой среде могут образоваться самопроизвольно, при наличии сродства между растворителем и диспергирующимся веществом (лиофильные коллоиды, например каучук в бензоле), в результате термического или термо-механического воздействия (например, мыла в углеводородах) и в результате механического диспергирования (лиофобные коллоиды). [c.23] Коллоидные дисперсии в жидкой среде при соответствующей концентрации данной дисперсной фазы теряют способность течь вследствие образования дисперсной фазой пространственной структуры. [c.23] Структура может образовываться в результате агрегирования частиц и роста кристаллов при понижении температуры (конденсационное структурообразование) и в изотермических условиях в результате сцепления частиц при тепловом (броуновском) движении. Отдельные частицы могут сцепляться и через ультратонкие слои сольватной, связанной на поверхности частиц, жидкости. Однако прочно связанные ультратонкие сольватные слои на поверхности дисперсных частиц являются скорее элементом структурного каркаса, чем частью жидкой среды. [c.23] Лишь с этой поправкой можно говорить о существовании е структурированных дисперсиях двух сплошных фаз дисперсной и дисперсионной. [c.23] Внешние признаки и свойства нетекучих коллоидных дисперсий зависят от условий их образования, формы и размеров дисперсных частиц и сил, которые приводят к взаимному связыванию частиц. [c.23] В настоящее время общепринятой номенклатуры коллоидных дисперсий нет. Обычно принято текучие коллоидные дисперсии твердых частиц в жидкости называть золями, а нетекучие—гелями или студнями. Гель представляет собой нетекучую двухфазную дисперсию микро- и ультрамикрокри-сталлических частиц коллоидных размеров, обладающую двойным лучепреломлением, которое свидетельствует о кристалличности твердой фазы студнем называют изотропный эластичный прозрачный коллоидный раствор, который, в отличие от текучего золя, при малых напряжениях сдвига не текуч. [c.23] От студней и гелей следует отличать жидкокристаллические дисперсии. Многие кристаллические вещества в определенных для каждого данного вещества температурных пределах могут находиться в жидкокристаллическом состоянии. В этом состоянии молекулы не имеют фиксированной ориентации во всех трех измерениях, как в кристаллической решетке твердых кристаллов по данным рентгеноструктурного анализа, они ориентированы лишь в одном или двух измерениях, обладая свободой перемещения в остальных. Таким образом, жидкокристаллическое состояние связано со значительными степенями свободы ориентированных молекул. Если диспергированное вещество находится в жидкокристаллическом состоянии, то дисперсия, хотя и обладает двойным лучепреломлением, является однофазной системой, поскольку не содержит твердой фазы. Такие анизотропные жидкокристаллические дисперсии не текут при очень малых напряжениях сдвига, так же как и изотропные эластичные студни, от которых они отличаются большей пластичностью и лишь слабо выраженной эластичностью. [c.24] Образовывать пространственную структуру в жидкой среде могут не только коллоидные, но и более грубые частицы, в особенности, если они анизометричны. Такие дисперсии образуют в минеральных маслах многие металлические мыла. Веймарн [19] назвал их псевдогелями . Если различать гели от однофазных студней по наличию в гелях двух фаз, твердой—кристаллической и жидкой, то различие между гелями и псевдогелями сводится только к размерам кристаллических дисперсных частиц в связи с этим целесообразность разделения на гели и псевдогели как на принципиально различные состояния не является бесспорной. [c.24] У отдельных консистентных смазок температуры переходов из одной коллоидной модификации в другую могут сильно различаться, и поэтому при любой температуре разные смазки могут находиться в различных формах коллоидных дисперсий. Практически в консистентных смазках при любой температуре находятся в равновесии различные коллоидные модификации. [c.25] Некоторым консистентным смазкам приписывают эмульсионную структуру. Стабильные эмульсии образуются двумя не-смешивающнмися жидкостями при наличии защитных коллоидов, которые образуют пленку на капельках дисперсной фазы, препятствующую их коалесценции (слиянию). [c.25] В так называемых эмульсионных смазках дисперсной фазой является вода, а дисперсионной средой — структурированная дисперсия, образованная твердыми дисперсными частицами (обычно мылами гидрофобных металлов) в масле. Такая эмульсия может сохранять стабильность и пластичность при значительных колебаниях концентраций обеих жидкостей и содержит, в сущности, помимо твердой фазы (мыла) две отдельно существующие жидкие фазы масло, являющееся одной из двух фаз дисперсной среды эмульсии, и воду — дисперсную фазу эмульсии. [c.25] Изменение концентрации всех трех компонентов (мыла, масла, воды) в смазках эмульсионной структуры приводит к соответствующему изменению свойств смазок при увеличении концентрации масла в эмульсионных кальциевых смазках их кон-систентность понижается, поскольку уменьшается хоисистент-ность дисперсионной среды при увеличении концентрации воды консистентность увеличивается, что вообще типично для эмульсий типа вода в масле. [c.25] Помимо несвязанной воды, содержание которой может быть установлено аналитически или при помощи микроскопа, смазки, приготовленные на мылах щелочных металлов, и некоторые смазки, приготовленные на мылах щелочноземельных металлов, в том числе и обычные кальциевые смазки (солидолы), содержат небольшое количество воды (до 2 молей на 1 моль мыла), которая входит в структуру смазки, но не видна в микроскопе даже при самых сильных увеличениях и не может быть открыта обычными аналитическими методами. При температурах около 100 °С солидолы теряют эту воду и необратимо распадаются. Поэтому нагревать солидолы до такой температуры нельзя. Смазки, приготовленные на мылах щелочных металлов, не распадаются при нагревании до значительно более высоких температур. Вследствие гидрофильности щелочных мыл они при температурах, значительно превышающих 100 °С, прочно удерживают влагу, а после нагревания до температур, при которых возможно полное их обезвоживание, поглощают влагу из атмосферы. Но и эти смазки распадаются после нагревания до обезвоживания в вакууме. Вода в указанных смазках играет роль стабилизатора дисперсии. [c.26] Вернуться к основной статье