ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Присадки из "Смазки и родственные продукты" Простые мыла. На долю пластичных смазок, загущенных простыми мылами, приходится большая часть всех пластичных смазок, выпускаемых в промышленных масштабах. Эти смазки состоят из трех групп компонентов 4—20 % (масс.) мыла, 75— 96 % (масс.) масла и 0—5 % (масс.) присадок. Содержание мыла в специальных пластичных смазках может достигать 40 % (масс.). Мыла получают из карбоновых кислот или их глицеридов (жиров и масел) и гидроксидов и алкоголятов щелочных или щелочноземельных металлов они содержатся в пластичных смазках в виде характерных волокнистых структур. Катион и анион мыла определяют важные свойства мыльных пластичных смазок [12.7]. [c.410] От катиона мыла зависит загущающая способность, стойкость к воде, температура плавления и, следовательно, температура каплепадения. Чем выше содержание мыла, тем выше консистенция пластичной смазки. Длина цепи жирных кислот влияет на растворимость и поверхностные свойства мыл в масле. Очень длинные, а также короткие цепи жирных кислот отрицательно влияют на загущающую способность мыла. В случае длинноцепочечных жирных кислот это является следствием хорошей растворимости мыл в случае короткоцепочечных кислот — следствием плохой растворимости мыл в нефтяном масле. Максимальное загущение обычно достигается с помощью жирных кислот с 18 атомами углерода. Разветвленность алкильной цепи в молекуле жирной кислоты снижает температуру плавления мыл и, следовательно, снижает загущающий эффект. С другой стороны, благодаря высокой полярности и в зависимости от их положения в молекуле гидроксидные группы повышают температуры плавления и загущающий эффект. [c.410] Мыла ненасыщенных жирных кислот лучше растворяются в минеральных маслах и поэтому снижают загущающий эффект и температуру каплепадения. Применение ненасыщенных жирных кислот ограничено из-за их низкой стойкости к окислению. В настоящее время важнейшими являются пластичные смазки, загущенные кальциевыми и литиевыми мылами, тогда как смазки, загущенные алюминиевым, бариевым и натриевым мылами, утратили былое значение. [c.410] Алюминиевые мыла прозрачны и однородны, имеют хорошую адгезию и водостойкость. В годы второй мировой войны они приобрели большое значение в настоящее время их вытеснили другие смазки (например, литиевые пластичные смазки). Это объясняется низким пределом прочности и температурой каплепадения 120 °С), выраженными тиксотропными характеристиками и склонностью к гелеобразованию. Максимальные рабочиетемпера-туры алюминиевых мыл находятся в пределах 60—100°С[12.9 . [c.411] Бариевые мыла. На протяжении многих лет в США в больших масштабах производили бариевые смазки, обладающие специальными свойствами. Но в последние годы они в большинстве случаев заменены смазками других типов [12.10]. Бариевые мыла получают в результате реакции гидроксида бария с различными жирными кислотами или жирами в минеральном масле. Для повышения стойкости к окислению, антикоррозионных свойств и несущей способности в них иногда вводят присадки. [c.411] Бариевые смазки имеют хорошую стойкость к воде и к напряжению сдвига. Их температура каплепадения составляет около 150 °С. Но бариевые смазки имеют серьезные недостатки, среди которых трудность производства в промышленных масштабах, очень высокое содержание мыла, плохие низкотемпературные свойства, дороговизна сырья и высокая токсичность соединений бария. Аналогичные недостатки отмечаются у стронциевых пластичных смазок. [c.411] Тип и количество мыл, масел и присадок влияют на консистентность пластичных смазок. Для получения кальциевой смазки сорта 2 NLGI требуется И—16 % мыла. Смазки имеют однородную структуру, хорошие низкотемпературные свойства, очень хорошую стойкость к воде, хорошую адгезию и низкую себестоимость. Они не образуют эмульсии с водой. Недостатки этих смазок заключаются в низких максимальных рабочих температурах (80 °С) и недостаточной стабильности при высоких скоростях антифрикционных подшипников. Низкая температура каплепадения 90—100 °С объясняется нарушением загущающей системы кальциевое мыло—вода. Кальциевые смазки применяют главным образом для смазывания механизмов и водяных насосов с невысокими скоростями вращения подшипников качения или скольжения, в которых рабочие температуры поддерживаются на уровне ниже 60 °С и к антиокислительной стабильности особых требований не предъявляется. [c.412] Кальциевые смазки, приготовленные из 12-гидроксистеариновой кислоты (технической, содержащей около 15 % масс, стеариновой кислоты) вместо смесей таких жирных кислот животного происхождения, как кислоты из говяжьего сала и растительных жирных кислот, могут применяться при температурах до 120 °С и при более высоких скоростях вращения подшипников. Температура каплепадения этих пластичных смазок близка к 148 °С. Пластичные смазки, загущенные 12-гидростеаратом кальция, содержат 0,1—1 % (масс.) воды в качестве модификатора структуры [12.11, 12.12] и обладают более высокой стойкостью к окислению. [c.412] Литиевые мыла. На долю литиевых смазок приходится более 59 % всех смазок, потребляемых в ФРГ [12.13]. Их получают в результате реакции гидроксида лития с жирными кислотами или жирами в минеральных или синтетических маслах, не вступающих в реакцию с гидроксидами щелочных металлов даже при высоких температурах. Температуры приготовления этих мыл зависят от способа получения и находятся в пределах 160—220 °С (выше чем у кальциевых и алюминиевых мыл). Обычные жирные кислоты, например стеариновая кислота, позволяют получать смазки с температурами каплепадения около 177 °С. Замена этих жирных кислот или жиров на техническую 12-гидроксистеарино-вую кислоту или триглицерид позволяет повысить температуру каплепадения до 190 °С и значительно повышает стабильность структуры пластичных смазок в эксплуатационных условиях. Благодаря этим преимуществам смазки, загущенные 12-гидрокси-стеаратом лития, пользуются таким успехом. Эги смазки могут быть также приготовлены с синтетическими маслами (эфирными или силоксановыми маслами). [c.412] Для производства пластичной смазки с конейстентностью класса 2 по NLGI требуется около 6 % (масс.) литиевого мыла в случае нафтенового масла и около 9 % (масс.) в случае парафинового масла. Для многофункциональных смазок вязкость базового масла должна составлять 60—129 мм с при 40 °С. Загущающий эффект мыл зависит не только от вязкости базового масла, но и от содержания ароматических и нафтеновых углеводородов в них. Как и индекс вязкости, загущающий эффект снижается от ароматических к нафтеновым и парафиновым маслам и проходит через минимум вязкости (рис. 173). [c.413] Литиевые смазки обладают рядом существенных преимуществ температура каплепадения выше 180 °С, хорошая водостойкость, превосходные структурная стабильность и предел прочности при сдвиге даже в высокооборотных подшипниках. Стойкость к окислению, антикоррозионные, противозадирные и противоизносные свойства могут быть значительно улучшены с помощью присадок. [c.413] Натриевые мыла. Доля натриевых смазок невелика по сравнению с пластичными смазками, загущенными литиевым и кальциевым мылами, хотя они представляют интерес для специальных областей применения (смазки трансмиссий и высокоскоростных подшипников шпинделей). Их получают в результате реакции жирных кислот или жиров с избыточным количеством гидроксида натрия в масле при температуре выше 150—260 °С. Масла, модификаторы структуры и присадки, а также параметры процесса оказывают большое влияние на свойства этих смазок. Нафтеновые масла предпочтительны для производства пластичных смазок этого типа, которые иногда обнаруживают склонность к гелеобразованию. Промышленность выпускает продукты с мылами с коротко- и длинноволокнистыми структурами. [c.414] Натриевые смазки имеют относительно высокие температуры каплепадения (около 165 °С). Они могут быть использованы для смазывания антифрикционных подшипников при температурах до 120 °С, а пластичные смазки с коротковолокнистыми мылами могут применяться для смазывания антифрикционных подшипников даже при высоких скоростях (при значениях п(1 до 500 ООО мм/мин). К преимуществам этих смазок следует также отнести хорошие смазочные и антикоррозионные свойства и низкие затраты на сырье. Недостатки их заключаются в недостаточной водостойкости вследствие растворимости натриевых мыл в воде и склонности к гелеобразованию. Небольшие количества воды могут быть диспергированы без заметного влияния на консистентность. Введением небольшого количества кальциевых мыл можно улучшить стойкость к воде. Пластичные смазки, загущенные 12-гидроксистеаратом натрия, обладают высокой термической стабильностью и стойкостью к сдвигу. [c.414] Пластичные смазки, загущенные смеиланными мылами. Смазки, загущенные смесями простых мыл с различными катионами, например натрием/кальцием, литием/кальцием и натрием/литием/ кальцием, известны как смешанные мыльные смазки. Их свойства зависят от доли отдельных компонентов в смеси. В частности, добавление кальциевых мыл к натриевым смазкам улучшает их водостойкость и снижает затраты. Са—Ыа-смазки могут применяться при более высоких температурах, чем смазки, загущенные кальциевым мылом. Ы—Са-смазки имеют лучшую водостойкость, чем чисто литиевые смазки, и сырье для их получения дешевле. [c.414] Температура каплепадения (150 °С) значительно ьыше, чем у кальциевых мыльных смазок. Влияние отношения концентраций компонентов смеси на свойства (например, на температуру каплепадения) необходимо учитывать при создании композиций таких пластичных смазок, как показано на фазовой диаграмме трехкомпонентной системы, состоящей из стеарата Са, Li и Na (рис. 174) 112.14]. [c.415] При производстве смешанных пластичных смазок сначала один базовый компонент реагирует с жирными кислотами, после чего добавляют остальные компоненты. Полученные мыла затем растворяют в масле путем дальнейшего нагрева. При простом перемешивании готовых простых мыльных смазок получают продукты с менее стабильными свойствами. [c.415] Комплексные мыла. В соответствии с ASTM [12.6] мыльные кристаллы или мыльные волокна образуются в комплексном мыле в результате совместной кристаллизации двух или более соединений. Мыла металлов на основе высших жирных кислот (например, стеарат металла) могут образовывать комплексные мыла с солями металлов, короткоцепочечных органических кислот (например, уксусной кислоты) или с неорганическими солями (например, карбонатами). В результате этой реакции изменяются типичные параметры смазки, что обычно проявляется в повышении температуры каплепадения. [c.415] Пластичные смазки, состоящие из комплексных мыл металлов, синтетических или минеральных масел, получают различными способами. Они представляют собой значительный прогресс в технологии получения пластичных смазок, так как эти смазки лучше, чем обычные смазки отвечают жестким требованиям, особенно в высокотемпературном режиме эксплуатации. [c.415] Среди множества теоретически возможных комплексных мыльных смазок особенно важное значение приобрели смазки, загущенные комплексными алюминиевыми, бариевыми, кальциевыми, литиевыми мылами. [c.415] Для образования свободной ОН-группы в комплексном мыле продукт, полученный в результате реакции изопропилата алюминия с органическими кислотами, частично гидролизуют водой. В случае применения гримерной формы изопропилата алюминия гидролиз не обязателен. Загущающая способность алюминиевых мыл снижается по мере повышения анилиновой точки минерального масла [12.17]. При изменении отношения жирной кислоты к бензойной кислоте в сторону уменьшения доли бензойной кислоты растворимость комплексного мыла в масле увеличивается. Это позволяет увеличить выход целевого продукта, особенно в случае парафиновых масел. Однако при этом снижаются структурная стабильность и температура каплепадения. Структурная стабильность может быть улучшена за счет применения кислот С,, и С22 [12.18]. [c.416] Вернуться к основной статье