|
Пластичные (консистентные) смазки
— особый класс смазочных материалов, которые получают загущением смазочных
масел (дисперсионная среда) твердыми веществами (дисперсная фаза). Это
микрогетерогенные, как минимум двухфазные коллоидные системы с пространственным
структурным каркасом, состоящим из частиц загустителя с коллоидными размерами
в одном, двух или трех направлениях. Каркас формируется в процессе
приготовления пластичных смазок. В силу высокой дисперсности частицы
загустителя имеют чрезвычайно развитую межфазную поверхность. Благодаря
значительной свободной энергии эти частицы взаимодействуют между собой,
образуя непрочные, легко разрушающиеся и восстанавливающиеся связи в местах,
в которых контакт осуществляется через ультратонкие слои жидкости или
поверхностно-активного вещества (коагу- ляционное структурообразование).
Такой структурный каркас придает смазкам специфические механические свойства,
присущие как жидкому, так и твердому телу.
Под небольшими нагрузками смазка деформируется как упругое
твердое тело, а при нагрузках, превышающих прочность каркаса, она приобретает
текучесть. Способность пластичных смазок восстанавливать разрушенную
структуру обусловливает отсутствие пропорциональности между величиной
прилагаемых нагрузок и скоростью течения смазки (аномальная текучесть), а
также восстановление показателей механических свойств при прекращении
механического воздействия или при переходе к более мягким режимам деформации
(39. 29, 48].
В соответствии с наиболее общим определением пластичные смазки
— структурированные коллоидные дисперсии загустителя в масле, обладающие
свойствами вязкопла- стичного тела и способностью к тиксотропному
восстановлению. Благодаря этому смазки не стекают с наклонных и вертикальных
поверхностей под собственным весом и удерживаются в узлах трения при действии
высоких нагрузок и инерционных сил; этим же обусловлено широкое применение
пластичных смазок в качестве защитных, герметизирующих, антифрикционных и
противоизносных материалов.
В пластичных смазках 70.. 90% массы обычно приходится па
долю дисперсионной среды, В СССР н за рубежом автомобильные смазки обычно
готовят на нефтяных маслах. Для получения смазок различного назначения,
работоспособных в широком интервале рабочих температур, применяются
синтетические жидкости. С этой целью наиболее часто используются
полиорганосилоксаны (силиконы) и ди- эфнры, в производство вовлекаются также
синтетические углеводороды, принадлежащие к классу полиолефинов, ал-
килароматических соединений,галоидоорганические соединения, полигликолн,
полиэфиры и др. [43]. Однако из-за относительно высокой стоимости указанные
жидкости не находят широкого применения в массовых автомобильных смазках.
Лишь для специальных целей, таких как эксплуатация автотракторной техники в
условиях особо низких температур, нашли применение синтетические жидкости на
основе полиальфаолефннов и диалкилбензолов.
Одной из тенденций последних лет в области применения
смазочных материалов является их всемерная экономия и поиски альтернативных
заменителей. Известны попытки частичной замены товарных нефтяных масел
регенерированными моторными маслами, ароматическими экстрактами очистки
масел, растительными маслами, продуктами переработки твердых топлнв и др.
В качестве загустителей, составляющих дисперсную фазу
смазок, используют различные вещества, твердые при комнатной температуре. Они
способны при определенных условиях диспергироваться в маслах и образовывать
пространственную структуру. Это твердые углеводороды, соли органических,
главным образом высших жирных кислот — мыла, а также комплексные соли высших
(мыла) и низших органических кислот и их аналоги. Менее распространены
органические пигменты, неорганические загустители — глины, силикагель,
алюмогель, сажи, порошки металлов и их окислов. В качестве перспективных автомобильных
смазок можно отметить литиевые с добавками полиэтилена, а также смазки,
содержащие смешанный загуститель,— алюминиевые мыла в сочетании с бентонитом.
Кроме дисперсионной среды и загустителя, смазки могут
содержать стабилизаторы и модификаторы коллоидной структуры в виде
разнообразных поверхностно-активных веществ, присадки и наполнители, вводимые
в них для придания или улучшения различных функциональных свойстр, а также
красители.
Смазки, приготовленные на индивидуальных загустителях
различного типа, обычно имеют характерную микроструктуру, состоящую из аиизо-
или изометричных частиц. На структуру мыльных смазок оказывают также влияние
природа и свойства дисперсионной среды, которая участвует и в построении
структурного каркаса смазок. Видимая в электронный микроскоп структура
наиболее типичных смазок показана на 1 [29].
Характер микроструктуры и объемно-механические свойства
смазок существенно зависят от их состава и, особенно, от присутствия в них
поверхностно-активных веществ, вводимых специально или содержащихся в виде
примесей. Немалое влияние на них оказывает технологический процесс
приготовления, В процессе эксплуатации микроструктура и объемно-механические
свойства смазок претерпевают существенные изменения [48].
|