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現(xiàn)代潤滑油中,不論是發(fā)動機(jī)潤滑油、工業(yè)潤滑油或是傳動潤滑油都含有一定量的添加劑,在油品的使用過程中由于油品的輸送或油與機(jī)器部件的劇烈振動等原因,都會使油品有生成泡沫的傾向,而穩(wěn)定泡沫的形成會造成為不良的后果,不僅造成潤滑油的浪費損失,還降低了油品的使用性能,造成機(jī)器的磨損。為了防止?jié)櫥蜕膳菽虮M快將生成的泡沫消除,在潤滑油中使用了泡沫添加劑,本文對潤滑油中使用的泡沫添加劑的作用機(jī)理、種類及選擇進(jìn)行了簡單介紹。
泡劑的消泡機(jī)理
油起泡沫可分成兩方面,一種是表面起泡,通??梢杂门輨﹣砜刂疲涣硪环N是油內(nèi)部的泡沫,內(nèi)部的泡沫是不易由泡劑來改善的,而且對表面泡沫有效的泡劑反而可能使油內(nèi)部泡沫更趨穩(wěn)定。對于需要消泡性能的油,則需選擇基礎(chǔ)油與添加劑來加以調(diào)配泡劑的作用機(jī)理較為復(fù)雜,說法不一,具有代表性的觀點有降低部分表面張力、擴(kuò)張和滲透三種觀點。
1、降低表面張力
這種作用機(jī)理是通過降低表面張力來實現(xiàn)的,這種觀點認(rèn)為泡劑的表面張力比發(fā)泡液小,當(dāng)泡劑與泡膜接觸后,使泡膜的表面張力局部降低而其余部分保持不變,泡膜較強張力牽引著張力較弱部分,從而使泡沫裂。但是這種機(jī)理于局部位置,因為這類物質(zhì)不溶于水,所以擴(kuò)散力較差,對于周圍的泡沫沒有起到多大的作用。當(dāng)泡沫表面局部的張力降低的情況下,在這種力的作用下,向四周慢慢的擴(kuò)散后形成裂。
2、擴(kuò)張
這種觀點認(rèn)為泡劑液滴泡膜內(nèi)使之成為膜的一部分,然后在膜上擴(kuò)張,可以有效的活性劑的擴(kuò)散,使其難以發(fā)揮彈性的能力,從而消除表面泡沫。
3、滲透
這種觀點認(rèn)為泡劑的作用是增加氣泡壁對空氣的滲透性,從而加速泡沫的合并,減少了泡膜壁的強度和彈性,達(dá)到泡作用的目的。
常見泡劑的種類
在工業(yè)生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生許多泡沫,需要添加泡劑泡劑的種類很多,有機(jī)硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺和酰胺類的,具有消泡速度更快,消泡時間更長,適用介質(zhì)范圍更廣,甚至苛刻介質(zhì)環(huán)境如高溫、強酸和強堿的特點。
1、硅類
的是聚二甲基硅氧烷,也稱二甲基硅油。純粹的聚二甲基硅氧烷,不經(jīng)分散處理難以作為泡劑。具有表面能低、表面張力較低的特點,因此它能有效泡沫的產(chǎn)生,降低機(jī)器磨損并延長油品使用壽命,有機(jī)硅聚合物泡劑并不溶解于油,它是通過高度分散穩(wěn)定的膠體狀態(tài)而分布于油中,如在酸性油品里,隨著時間的延長,有機(jī)硅類型的泡劑會不穩(wěn)定而沉降,聚積造成消泡性能的失效。有機(jī)硅聚合物泡劑的作用機(jī)理為改變液體同空氣的表面張力,使之不易生成氣泡,因此含有機(jī)硅聚合物泡劑的油品空氣釋放性較差。有機(jī)硅類型泡劑的加量通常是2-20ppm。
2、非有機(jī)硅聚合物
在汽輪機(jī)油及液壓油等酸性油品中,長時間使用后有機(jī)硅聚合物會失去消泡性能,這種場合可以使用非硅聚合物泡劑。應(yīng)用的非有機(jī)硅聚合物潤滑油泡劑是酯和共聚物。它們在礦物油中的溶解性好,對調(diào)合技術(shù)不敏感,用量也很少0. 001% ~ 0. 05% (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )。這類泡劑的泡性能受體系已存在的表面活性物質(zhì)影響較大泡劑的作用效果取決于整個油品體系,因此同一種表面活性劑在一個油品體系中具有降低泡沫的能力,但在另一種情況下則可能完全沒有泡性能,某些場合不僅沒有泡性能,反而促進(jìn)油品生成泡沫,在潤滑油體系中存在清凈劑時應(yīng)特別注意這種情況。這類泡劑和有機(jī)硅類型泡劑相比,能有效地改善油品的空氣釋放性。因為這類非有機(jī)硅聚合物泡劑的作用機(jī)理為部分替代原氣泡膜中的表面活性劑,從而改變膜層分子間引力, 使膜強度降低,或韌性降低使泡沫的穩(wěn)定性下降,達(dá)到消泡的目的,因此含這類非有機(jī)硅聚合物泡劑的油品中的空氣能以氣泡形式放出,具有良好的空氣釋放性。
3、復(fù)合泡劑
由于上述兩類泡劑的優(yōu)點及不足,某些情況下單獨使用不能滿足油品性能要求,因此發(fā)展了復(fù)合泡劑,通過復(fù)合增加泡效果和提高泡劑的穩(wěn)定性。多數(shù)復(fù)合泡劑是上述兩類泡劑的復(fù)合,以發(fā)揮各自的優(yōu)點,滿足油品使用性能的要求。此外也有非硅類泡劑之間的復(fù)合。
泡劑的選擇
選擇泡劑類型的原則取決于潤滑油的組成和油品的使用方式,潤滑油中使用的添加劑多為表面活性劑,一種表面活性劑可以兼有數(shù)種作用,因此在降低和潤滑油生成泡沫方面應(yīng)考慮潤滑油配方中使用的其他功能添加劑的類型。油品中表面活性劑間的相互作用機(jī)理是復(fù)雜的,許多場合并不能靠理論推理解決問題,要使?jié)櫥团輨┑膽?yīng)用發(fā)揮好的效果,必須進(jìn)行實際油品體系的多方面試驗,另外研究并采用多效添加劑是提高經(jīng)濟(jì)效益和提高油品質(zhì)量的關(guān)鍵,因為,采用多效添加劑可以在滿足油品使用功能的前提下,減少使用功能添加劑的數(shù)量,這可以減少潤滑油這個含多種表面活性物質(zhì)體系的復(fù)雜性,減少不確定因素對油品穩(wěn)定性能的影響,油品的穩(wěn)定與否是決定其質(zhì)量的關(guān)鍵。