Состав и консистенция смазок

Реологические свойства консистентных смазок зависят от природы и концентрации загустителя и в меньшей степени от свойств минерального масла. Так как большинство смазок является дисперсными системами, то на их консистенцию существенное влияние оказывают все факторы, воздействующие на дисперсность и коллоидную структуру загустителя и прежде всего технологический режим (температура приготовления и продолжительность нагревания, скорость охлаждения, перемешивание и т. д.) и поверхностно активные компоненты. Изменение этих факторов позволяет изменять реологические свойства смазок постоянного состава и получать смазки, несколько отличающиеся по количеству загустителя, с практически одинаковыми реологическими параметрами.

В настоящем разделе мы рассмотрим зависимость консистенции смазок, полученных при более или менее постоянных условиях, от свойств загустителя и связанных с ним полярных компонентов. Отдельные вопросы, связанные с влиянием поверхностно активных добавок и технологического режима, будут освещены при описании способов улучшения реологических свойств смазок .

А. Смазки, загущенные твердыми углеводородами

Твердые углеводороды в маслах образуют истинные растворы и взвеси микроскопических и ультрамикроскопических частиц. Если концентрация парафина или церезина выше концентрации насыщения, то твердые углеводороды распределяются между этими двумя состояниями. С повышением температуры концентрация насыщения повышается, и истинно растворенная часть увеличивается за счет взвешенной части (фиг. 105). Во взвешенной части также устанавливается распределение частиц по дисперсности. Во времени оно смещается, и дисперсность кристаллов уменьшается . В вязких маслах дисперсность парафина выше, чем в маловязких.

Типичный вид зависимости вязкости растворов парафина в минеральном масле от концентрации при невысоких градиентах скорости течения представлен на фиг. 106. Истинно растворенный парафин уменьшает вязкость минеральных масел средней и высокой вязкости и вначале при росте концентрации вязкость раствора падает. При дальнейшем увеличении концентрации парафина появляется аномалия вязкости и кажущаяся вязкость начинает расти. Максимального значения она достигает вблизи концентрации насыщения. Выше этой точки кажущаяся вязкость падает, что, повидимому, связано с увеличением компактности структуры взвешенного парафина.

Вязкость растворов парафина в маслах при высоких градиентах скорости, когда не наблюдается аномалия вязкости, вначале падает с ростом концентрации (до 0,5—2,0%), а затем медленно растет без максимума вблизи концентрации насыщения. Это повышение вязкости может быть объяснено, если допустить, что наряду с тиксотропными структурами парафин образует тиксостабильные агрегаты, не разрушающиеся в потоке.

растворов парафина в маслах помимо

концентрации зависит от температуры, времени и вязкости

масла . В большинстве случаев отношениесо временем

маслах повышение этого отношения может смениться его снижением. В таких системах часто удается наблюдать синерезис, что дает основание

связывать снижение аномалии вязкости с увеличением компактности структуры . В разбавленных растворах аномалия вязкости увеличивается со снижением температуры, а в концентрированных растворах она достигает максимального значения при температурах, близких к температуре кристаллизации, что, пови-димому, также связано с увеличением компактности структуры парафина при низких температурах. Аномалия вязкости повышается с увеличением вязкости минерального масла, но в вязких маслах она составляет меньшую часть общего сопротивления потоку, чем в маловязких (более подробно о факторах аномалии вязкости парафина в маслах см. ).

Растворы парафина в маслах могут обладать тиксотропией, реопексией и тиксолабильностью, Тиксолабильность проявляется у взвесей в маловязких маслах и топливах и незначительно выражена в высоковязких маслах. Однако время тиксотропного восстановления вязкости повышается с увеличением вязкости (а также концентрации парафина). Очевидно, что в вязких маслах процесс агрегирования кристаллов парафина протекает медленнее, чем в маловязких, вследствие более высокого сопротивления среды броуновскому движению взвешенных частиц.

Можно предполагать, что на вязкость, аномалию вязкости и вообще на все реологические свойства должны влиять температура плавления парафина, форма его кристаллов и другие свойства дисперсной фазы, но этот вопрос еще мало исследован.

С увеличением концентрации технических смазок, загущенных парафином и церезином1, растет предел их текучести и снижается пенетрация (фиг. 107). В противоположность этому температура каплепадения мало зависит от концентрации. У одной исследованной нами 15%-ной парафиновой смазки температура каплепадения равнялась 54°; при увеличении концентрации парафина до 50% температура каплепадения поднялась только до 57°. При высоких концентрациях (выше 20—25%) пенетрация изменяется меньше, чем при более низких концентрациях (фиг. 107).