基于聚-α烯烃油的锂基润滑脂流变性

-0-第2期周维贵等基于聚- -ax烯烃油的锂基润滑脂流变性3:研究,给正确认识润滑脂和指导实际使用带来了--定的局限性。稠化剂和基础油作为润滑脂的主要组分,对润滑脂的结构和性能产生重要作用。因此,本文主要从稠化剂含量、基础油黏度等润滑脂组分和剪切速率、应力、应变与温度等实际使用条件出发,对锂基润滑脂屈服应力、表观黏度、储存模量、损耗模量和触变性等流变学性质进行研究。1实验部分1.1原料和润滑脂 制备.1.1 原料稠化剂:12-羟基硬脂酸锂皂。基础油:PA04, PA08, PAO25 , PAO100。1.1.2锂基润滑脂的制备和性能评定为了考查稠化剂含量对润滑脂流变性能的影响,选用PAO8(100C运动黏度8.039mm2/s)为基础油,制备了3,2,1,0,00,000共6种不同稠度等级的锂基润滑脂,理化指标如表1所示。为了考查基础油黏度对润滑脂流变性能的影响,用4种黏度的PAO基础油制备了稠度为2号的锂基润滑脂,理化指标如表2所示。表16种不同稠度等级的锂基润滑脂理化指标Tab. 1 Properties of lithium base grease with six different consistences号稠度.皂分1%工作锥人度/10^'mm滴点/C钢网分油/%8.992452050.01038.46790.035 198310.037 55.47572060.0687)0.6017004.5559表2不同基础油黏度等级的锂基润滑脂理化指标Tab. 2 Properties of lithium base grease with diferent base oil viscosity基础油稠度滴点/C钢网分油/%PA049.992812040.069 3PA08279PA0250671090.051 9PA01008.97由表1和表2可见，实验制备的锂基润滑脂的工作锥人度、滴点和钢网分油的理化指标符合GB7324- -2010《通用锂基润滑脂》的要求。1.2流变性能实验1.2.1 实验仪器实验采用Anton-paar MCR302旋转流变仪,选用PP系统进行测试,转子距离平板1mm。旋转流变仪主要指标:振荡模式最小扭矩1nN.m;旋转模式最小扭矩10 nN.m;最大扭矩200 mN.m;扭矩精度0.1 nN.m;转速10'~ 3000 r/min;角速度10-~628rad/s;应变幅度1purad~∞;法向应力+0.005~+50Pa;可控温图1平行板转 子系统度-40~200 C。Fig. 1 Parallel-plates rheometerrotor system1.2.2实验主要内容1)应变控制下的动态流变实验:在控制应变模式下,恒定角速度10rad/s,研究25C锂基润滑脂的储存模量损耗模量和应力随应变幅度的变化过程。2)剪切速率控制下的稳态流变实验:①在控制剪切速率模式下,研究剪切速率为0.01~1000s-' ,4种温-φ--0-后勤工程学院学报2014年度下锂基润滑脂黏度和剪切应力随剪切速率的变化过程,对测得的数据拟合出流变方程",并对各个参数进行对比分析;②采用循环法(剪切速率为2,- -50,-2 s"),研究锂基润滑脂的黏度和应力随剪切速率的变化过程,分析其触变性。1.2.3流变参数触变性是指在--定剪切速率下受到剪切作用的润滑脂随剪切时间的增加稠度下降,而在剪切作用停止后稠度又开始.上升,其结构部分恢复的现象川。通过触变环面积变化来研究润滑脂结构恢复速度,分析不同润滑脂的松弛时间,以衡量润滑脂结构稳定能力。屈服应力是指润滑脂内部胶体结构被破坏的最小剪切力,能反映网状结构强度,与润滑脂的密封性有关"。动态流变条件下,研究储存模量G'、损耗模量G"和应力随应变幅度y的变化过程。C' 反映材料内部弹性势能,与润滑脂的保持能力相关;G"为形变时以热的形式消耗的能量,即由于黏性形变(不可逆)而损耗的能量,反映润滑脂的黏性"。当G' > G",润滑脂表现为固体可恢复的弹性形变;当G'=G" ,可认为润滑脂处于凝胶态,有部分形变可以恢复,G'=G"的交点又叫做流动点,在流动点时储存模量和损耗模量达到平衡,标志着锂基润滑脂从弹性为主向黏性为主转变";当G'G",锂基润滑脂以弹性为主导,表现为可恢复的弹性形变;而在流动点之后,C'4050图5不同基础油黏度 的锂基润滑脂流变曲线图6触变环面积 与锂基润滑脂稠度关系Fig. 5 Rheological curve of lithium lubricating grease ofFig. 6 Thixotropic loop area relationship withdifferent base oil viscositygrease consistency2.2稠度对锂基润滑脂流变性的影响2.2.1稠度对锂基润滑脂触变性的影响锂基润滑脂稠度与皂纤维之间的作用大小及其变化有直接关系。图6为25 C时以PAO8为基础油的锂基润滑脂的触变环面积随稠度的变化关系。由图6可见,6种不同襇度的锂基润滑脂.上行流动曲线与下行流动曲线之间都形成了触变环。随着稠度增大,锂基润滑脂的触变环面积增大。这是因为在相同剪切条件下,单位体积皂纤维越多,其接触点被破坏越多,结构恢复越慢。2.2.2稠度对锂基润滑脂模量的影响图7为动态实验条件下25C时以PA08为基础油的6种不同稠度的锂基润滑脂的模量与应力随应变的变化关系。由图7可见, 6种不同稠度的锂基润滑脂都存在流动点。在该点前, G'