Меню сайта

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Вязкость и пластичность нефтепродуктов

Реология консистентных смазок А. Структура смазок

Реологические свойства консистентных смазок определяются их составом и структурой. Технические смазки представляют собой сложные многокомпонентные системы, в которых загустители могут находиться в разной степени раздробленности. В интервале температур применения большинство смазок является геле-образными системами, высоковязкими золями или пастами микроскопических кристаллов. Некоторые смазки состоят из эмульсии воды, стабилизированной мылами (эмульсионные смазки). Отдельные компоненты смазок (каучук, полиизобутилены, специальные присадки и т. д.) и часть основного загустителя находятся в состоянии истинного раствора. Исследования Л. Г. Гурвича , П. А. Ребиндера и др. показали, что поверхностно активные вещества, в частности мыла, облегчают растворение полярных веществ (воды, глицерина) в масле.

Твердые углеводороды в маслах образуют игольчатые или пластинчатые кристаллы. В настоящее время известно до восьми форм кристаллов парафина, в том числе так называемые скелетные формы.

Кристаллы агрегируются в компактные хлопья с неупорядоч-ной ориентацией или в более или менее рыхлые образования,

в которых кристаллы ориентированы к общему центру (вероятно, к центру кристаллизации) или в виде сетки неправильной формы (фиг. 98). Эта сетка составляет основу структуры смазок, загущенных твердыми углеводородами. Более детально вопрос о дисперсности и строении парафина, взвешенного в маслах, освещен при рассмотрении низкотемпературных свойств масел.

Микроскопические кристаллы мыл в маслах также имеют игольчатую или лентообразную форму (см. фиг. 98, в и г). Длина кристаллов мыл в смазках колеблется от коллоидных размеров до 100 /л и более.

Согласно представлениям П. А. Ребиндера мицеллы мыл в достаточно концентрированных растворах имеют сфероидальную форму. В неполярной среде, какой является минеральное масло, полярные группы молекул мыл направлены внутрь сферы, а углеводородные цепи —наружу (фиг. 99). Лоуренс нашел, что мыла в маслах в соответствии с представлениями о структуре мицелл мыла, развиваемыми Мак-Бэном , образуют слоистые мицеллы с полярными группами, направленными навстречу друг другу (фиг. 99, б). Форма мицеллы по Лоуренсу нитеобразная. Большинство авторов считает, что мыльные смазки представляют собой сетку мицелл или кристаллов мыл, пропитанную минеральным маслом. Е. Е. Сегалова и П. А. Ребиндер отмечают, что студнеобразование вызывается коагуляционным

сцеплением частиц мыла. Интересные данные о трансформации структуры смазок в потоке получены Г. В. Виноградовым с помощью разработанного им метода цветной микрокиносъемки в поляризованном свете. Д. С. Великовский подчеркнул связь между макроструктурой и механическими свойствами смазок, с одной стороны, и длиной микрокристаллов мыла, с другой. Оказалось, что чем длиннее частицы мыла, тем волокнистее смазка, и, наоборот, чем они короче, тем смазка глаже и маслянистее. Смазки с длинными волокнами мыла обладают более высоким предельным напряжением сдвига и вязкостью, чем смазки с короткими кристаллами. В последнее время новое представление о структуре мыльных смазок развивает А. А. Трапезников . Согласно А. А. Трапезникову консистентные смазки следует рассматривать не как взвеси мыла в масле, а как растворы последнего в гидратирован-ном мыле. Вода в смазке присоединена к полярным группам мыла и образует гидраты или находится в твердом растворе, т. е. масло пропитывает набухшее мыло.

В зависимости от температуры гидратированное мыло может быть в твердом или жидкокристаллическом (мезоморфном) состоянии. Системы мыло—масло—вода в условиях кристаллического состояния мыла являются пастами, а в условиях жидкокристаллического — коллоидными системами. Кристаллических и жидкокристаллических состояний мыл может быть несколько. Поэтому при исследовании структуры и реологических свойств смазок необходимо учитывать фазовые превращения.