Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów...

14
* Dr Barbara Żmudzińska-Żurek, mgr inż. Magdalena Żółty, Instytut Chemii i Technologii Organicz- nej, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska. BARBARA ŻMUDZIŃSKA-ŻUREK, MAGDALENA ŻÓŁTY * BADANIE WPŁYWU CHARAKTERU BAZY OLEJOWEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SMARÓW LITOWYCH INFLUENCE OF BASE OILS CHARACTER ON LITHIUM GREASES PROPERTIES Streszczenie W artykule wytworzono smary litowe i kompleksowe litowe z udziałem różnych baz olejo- wych: naftenowej T 110, parafinowej SAE 30/95, parafinowej z dodatkiem aromatów SN 500, syntetycznej SYN 10. Określono efektywność zagęszczania w stosunku do baz olejowych mydłem litowym kwasu 12-hydroksystearynowego oraz kompleksowym mydłem litowym, do wytworzenia którego użyto kwas 12-hydroksystearynowy oraz kwas azelainowy. Zbadano wpływ stosunku masowego kwasów 12-hydroksystearynowego do azelainowego w zagęszcza- czu kompleksowym litowym na efekt zagęszczający bazy olejowej. Określono wpływ ilości kompleksowego zagęszczacza na penetrację i temperaturę kroplenia. Przeprowadzono bada- nia stabilności mechanicznej, stabilności strukturalnej oraz działania korodującego wybranych smarów litowych i kompleksowych litowych. Słowa kluczowe: smar litowy, smar kompleksowy litowy, baza olejowa Abstract In this paper investigation the conventional and complex lithium greases were prepared with the fallowing base oils: naphthenic T 110, paraffinic SAE 30/95, paraffinic with addition of aromates SN 500, synthetic SYN 10. There was determined capacity of saponification process with lithium 12-hydroxystearate salt on base oils. The influence of ratio of 12-hydroxystearic acid to azelaic acid in complex lithium soap on base oil saponification effect was studied. The influence of content complex lithium thickener on penetration and dropping point was determi- ned. The researches included also mechanical and structural stability, corrosion effect of some conventional and complex greases. Keywords: lithium grease, complex lithium grease, base oil

Transcript of Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów...

Page 1: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

* DrBarbaraŻmudzińska-Żurek,mgrinż.MagdalenaŻółty,InstytutChemiiiTechnologiiOrganicz-nej,WydziałInżynieriiiTechnologiiChemicznej,PolitechnikaKrakowska.

BARBARAŻMUDZIŃSKA-ŻUREK,MAGDALENAŻÓŁTY*

BADANIEWPŁYWUCHARAKTERUBAZYOLEJOWEJ NAWŁAŚCIWOŚCISMARÓWLITOWYCH

INFLUENCEOFBASEOILSCHARACTERONLITHIUMGREASESPROPERTIES

S t r e s z c z e n i e

Wartykulewytworzonosmary litowe ikompleksowe litowezudziałemróżnychbazolejo-wych:naftenowejT110,parafinowejSAE30/95,parafinowejzdodatkiemaromatówSN500,syntetycznej SYN 10. Określono efektywność zagęszczania w stosunku do baz olejowychmydłem litowym kwasu 12-hydroksystearynowego oraz kompleksowymmydłem litowym,dowytworzeniaktóregoużytokwas12-hydroksystearynowyorazkwasazelainowy.Zbadanowpływstosunkumasowegokwasów12-hydroksystearynowegodoazelainowegowzagęszcza-czukompleksowymlitowymnaefektzagęszczającybazyolejowej.Określonowpływilościkompleksowegozagęszczaczanapenetrację i temperaturękroplenia.Przeprowadzonobada-niastabilnościmechanicznej,stabilnościstrukturalnejorazdziałaniakorodującegowybranychsmarówlitowychikompleksowychlitowych.

Słowa kluczowe: smar litowy, smar kompleksowy litowy, baza olejowa

A b s t r a c t

Inthispaperinvestigationtheconventionalandcomplexlithiumgreaseswerepreparedwiththe fallowingbaseoils:naphthenicT110,paraffinicSAE30/95,paraffinicwithadditionofaromatesSN500,syntheticSYN10.Therewasdeterminedcapacityofsaponificationprocesswithlithium12-hydroxystearatesaltonbaseoils.Theinfluenceofratioof12-hydroxystearicacidtoazelaicacidincomplexlithiumsoaponbaseoilsaponificationeffectwasstudied.Theinfluenceofcontentcomplexlithiumthickeneronpenetrationanddroppingpointwasdetermi-ned.Theresearchesincludedalsomechanicalandstructuralstability,corrosioneffectofsomeconventionalandcomplexgreases.

Keywords: lithium grease, complex lithium grease, base oil

Page 2: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

300

1. Wstęp

Smary litowestanowiądominującągrupęsmarówplastycznych.Są tosmarywieloza-danioweiczęstookreślanesąjakouniwersalne,ponieważznajdująszerokiezastosowaniewróżnychskojarzeniachtrących.Mogąbyćstosowanewszerokimzakresietemperatur,wy-kazujądobrewłaściwościochronysmarowanychpowierzchniprzedkorozją,dobrąodpor-nośćmechanicznąorazodpornośćnadziałaniewody.

Doprodukcjismarówlitowychnaszerokąskalęstosujesiękwas12-hydroksystearynowy.Smaryzagęszczane12-hydroksystearnianemsąodpornenautlenienieorazścinanie[1].

Właściwoścismarówlitowychzależąwdużymstopniuodcharakterubazyolejowej,którajestichgłównymskładnikiem.Dowytworzeniasmarówlitowychmogąbyćstosowaneolejepochodzeniamineralnego,olejesyntetyczneorazroślinne.Naznaczeniuzyskująrównieżolejeniekonwencjonalne,którychprodukcjapozwalawpełniwykorzystaćwszystkiecenneskładni-kiprzerabianejropynaftowej.Niektóreolejesyntetyczne,jakrównieżolejeroślinne,charakte-ryzująsiędużązdolnościądobiodegradacjioraznietoksycznościąproduktówodpadowych,comawpływnaochronęśrodowiska.

Podstawowymiparametramiokreślającymiprzydatnośćolejudoprodukcjismarówsą:lepkość iwskaźnik lepkości,własności reologicznewniskich temperaturach, temperaturazapłonu,własnoścismarneizdolnośćdoochronyantykorozyjnej[2].

Lepkośćbazyolejowejpowinnabyćzbliżonadolepkościoleju,którymnależałobydanywęzełtarciasmarować,gdybymiałbyćsmarowanyolejem[3].

Zaoptymalnedoprodukcjismarówlitowychnależyprzyjąćolejemineralnegoowyso-kimwskaźnikulepkości,dobrejodpornościnautlenianie,niskiejtemperaturzekrzepnięciaiwysokiejtemperaturzezapłonu.Odpowiednioniskatemperaturakrzepnięciabazyolejowejzapewniadobrąpracęurządzeniawpobliżudolnejgranicystosowaniasmaru.Odpowiedniowysokistopieńrafinacjiolejuzapewniadobrąodpornośćsmarunautlenianieijegopodat-nośćnadziałanieinhibitorówutleniania,cojestszczególnieważnedlasmarówdołożysktocznych.Temperaturazapłonubazyolejowejokreślamożliwośćodparowaniaolejuzesma-ruiprzygotowaniasmaruwwysokichtemperaturach[2].

Właściwościmineralnychbazolejowychsązwiązanezichskładem.Olejetezawierajątrzyzasadniczegrupywęglowodorów:parafiny,naftenyiaromaty.Spośródwęglowodorówparafinowychizo-parafinysąpożądanezpowoduichdoskonałejodpornościnautlenianie,niskiejlotnościidobrejcharakterystycelepkościowej.Węglowodoryn-parafinowetakżepo-siadajądobrąodpornośćnautlenianieiniskąlotność,alewykazująbardzosłabewłasnościniskotemperaturowe[4].Aromaty,jakoskładnikbazolejowych,sąpożądanezewzględunaichzdolnośćdorozpuszczaniadodatkówizanieczyszczeń,jednakniesąodpornenautle-nianie icharakteryzująsięzbytwysoką lotnością. Imbardziejaromatyczny jestcharakterbazyolejowej,tymmniejmydłatrzebawprowadzić,abyuzyskaćwiększąwydajnośćsmaru[5].Naftenywykazujązarównodobrąodpornośćnastarzenie,jakiodpowiedniewłasnościniskotemperaturowe.Siarkaiazotsączęstoobecnewmineralnychbazacholejowych,ponie-ważwchodząwskładzwiązkówheterocyklicznych.Siarkamożepolepszaćodpornośćbazolejowychnautlenianie,alerównocześnieprzyczyniasiędopowstawaniaosadówiniesta-bilnościkoloru,związkiazotuwspomagająutlenianieitworzeniesięosadów[4].

Wzrostwymagaństawianychsmaromlitowymzarównopodwzględemichwłaściwościużytkowych,jakteżochronyśrodowiskaspowodowałwprowadzeniewcorazszerszymza-kresiesyntetycznychbazolejowych[6].

Page 3: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

301

Wcharakterzeolejówsyntetycznychstosujesiępoli-α-olefiny,atakżeróżnegorodzajucieczesilikonowe,polialkilenoglikole,złożoneestrykwasówdikarboksylowych(np.kwasuadypinowego,sebacynowego)iwyższychalkoholiC6+,cieczefluoro-,chloro-ikrzemowę-glowe, a także inne produkty syntezy organicznej (np. alkilobenzeny). Syntetyczne bazyolejowedosmarówcharakteryzująsięzazwyczajwysokimiwskaźnikamilepkości,bardzoniską temperaturąkrzepnięcia,niskąprężnościąparorazstosunkowowysoką temperaturązapłonu(niejednokrotniesątosubstancjeniepalne).Smaryuzyskanewoparciuosyntetycz-neolejestosujesiędosmarowaniamechanizmówspecjalnychurządzeńaparatury[2].

Syntetyczneolejesąstosownewtakichwarunkach,gdzieolejemineralnejużsięniena-dajązewzględunawystępująceczynniki(np.ekstremalniewysokielubniskietemperatury,wysokieciśnienia) lubnie sąwstanie spełnić innychwymagań (np.niskaodparowywal-ność).Powinnybyćstosowanewtedy,gdysąonewstaniezapobiecawariomlubzaburze-niomruchumaszyn,krótkotrwałymokresomużywalnościoleju,powstawaniuryzykownychstanówbezpieczeństwa,takbyichzastosowaniepomimowysokiejcenybyłorozwiązaniemekonomicznym[7].Opróczszereguzaletolejówsyntetycznychwporównaniuzolejamimi-neralnymiwodniesieniudowłaściwościlepkościowo-temperaturowych,smarnościowych,zdolnościdobiodegradacji,posiadająrównieżwadywzakresieinnychwłasnościnp.stabil-nościoksydacyjnej[8].

Wcharakterzebazolejowychsmarówlitowychmożnastosowaćrównieżolejeroślinne,głównierzepakowy,sojowy,słonecznikowy[8].Zaletąolejówroślinnychjestwysokabio-degradowalność, rzędu95%orazniska toksyczność.Ponadtocharakteryzująsięwysokimwskaźnikiemlepkości(≥200),dobrąsmarownością,wysokątemperaturązapłonu,kompa-tybilnościązdodatkamiiolejemmineralnymorazumiarkowanymkosztem[9,10].Wadąna-tomiastjestsłabaodpornośćtermooksydacyjna,wynikającazobecnościglicerydówpolinie-nasyconychkwasówtłuszczowychorazniskatemperaturapracy,którąmożnapodwyższyć,wprowadzającwmiejsceolejuroślinnego,syntetycznyolejestrowy[11,12].

Celempracybyłookreśleniewpływucharakteruchemicznegobazolejowychnapodsta-wowewłaściwoścismarówlitowych.

2. Część doświadczalna

2.1.Charakterystykaskładnikówsmarówlitowych

Wcharakterzebazyolejowejużyto:olejpodstawowyT110produkcjifirmyNYNAS, –olejpodstawowySN500produkcjifirmySEMI, –olejpodstawowySAE30/95produkcjifirmySTATOIL, –otrzymanezzachowawczejprzeróbkiropynaftowej,selektywnierafinowanefurfurolem, –odparafinowanemetodąrozpuszczalnikową,anastępniepoddanerafinacjiwodorem,olejpodstawowySPECTRASYN10(poli-α-olefinowy),produkcjifirmyEXXONMO- –BILOilCorporation-Synthetics,otrzymanywwynikuoligomeryzacjidecenu-1.Właściwościbazolejowychprzedstawionowtabeli1.

Page 4: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

302Tabela

1

Wła

ściw

ości

baz

ole

jow

ych

Właściwości

Jednostka

miary

Bazaolejow

aNum

ernormy

T110

SAE30/95

SN500

SYN10

Charakterbazy

–naftenowa

parafinow

aparafinow

azdodatkiem

arom

atów

syntetyczna

BN-64/0530-05

Barwa

–żółty

jasnyżółty

ciem

nybrąz

bezbarwny

PN-80/C-04034

Gęstośćw:

15°C

20°C

g/ml

0,9162

0,9160

0,8760

0,9134

0,9250

0,8796

0,8370

0,8277

PN-ENIS

O

3838:2005(U)

Lepkośćkinematycznaw:

40°C

100°

Cmm

2 /s120,0

9,1

87,7

10,1

133,9

10,9

69,6

10,33

PN-81/C-04011

Wskaźniklepkości

–11

9548

125

PN-79/C-04013

Punktanilinow

y°C

86112

64–

PN-82/C-04028

Temperaturazapłonu

°C209

252

215

259

PN-82/C-04008

Temperaturakrzepnięcia

°C–24

–9–9

–50

ISO3016/AST

MD97

Liczbakwasow

amgK

OH/g

<0,01

0,01

0,3

0,01

PN-88/C-04049

Zawartośćsiarki

%m/m

0,01

0,06

0,03

–ISO14596

Page 5: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

303

Wcharakterzezagęszczaczazastosowanomydłalitowekwasu12-hydroksystearynowegoilitowemydłakompleksowe,dowytworzeniaktórychużytokwas12-hydroksystearynowyorazkwasazelainowy.

2.2.Wytwarzaniesmaróworazzastosowanemetodybadawcze

Próbki smarówwytwarzanow laboratoryjnym reaktorze otwartym o pojemności 500cm3,zaopatrzonymwmieszadłomechanicznezpłynnąregulacjąobrotów.

Smary litoweDoreaktorawprowadzono1/3całkowitejilościoleju,podgrzewanodo80°Cprzycią-

głymmieszaniu i w tej temperaturze wprowadzono kwas 12-KHS.Mieszając zawartośćreaktora,podgrzewanodotemperaturyok.100°Cwcelurozpuszczeniakwasu.Następniemieszaninęchłodzonodo80°Ciwprowadzanoporcjamiwodorotleneklituwpostaciwodnejzawiesiny(na1częśćwodorotlenkulituprzypada1,5częściwody).Pozakończeniudozo-waniawodorotlenkulituzawartośćreaktoramieszanoprzez60minut.Potymczasiestop-niowopodgrzewanomieszaninędo210°Ciutrzymywanowtejtemperaturzeprzez15minut.Następniedoreaktoradodawanopozostałączęśćoleju,podgrzanąuprzedniodotemperatury100°Ciogrzewanojeszczeprzezkolejne15minut,poczymsmarstopniowochłodzonoprzyciągłymmieszaniu.

Kompleksowe smary litoweDoreaktorawprowadzono2/3całkowitejilościoleju,podgrzewanodo70°Cprzycią-

głymmieszaniu.Wtejtemperaturzewprowadzonokwas12-KHS,apojegorozpuszczeniu,dodanowtemperaturze85°Ckwasazelainowy.Mieszajączawartośćreaktora,podgrzewanodotemperaturyok.100°Cwcelurozpuszczeniakwasu.Następniemieszaninęchłodzonodo80°Ciwprowadzanoporcjamiwodorotleneklituwpostaciwodnejzawiesiny(na1częśćwodorotlenkulituprzypada1,5częściwody).Pozakończeniudozowaniawodorotlenkulitu,zawartośćreaktoramieszanoprzez30minut.Potymczasiestopniowopodgrzewanomie-szaninędo150°Cwceluodparowaniawody.Następniewtemperaturze150°Cdodawanopozostałączęśćolejupodgrzanąuprzedniodotemperatury100°Ciszybkopodnoszonotem-peraturędo180°C,utrzymującprzezkolejne15minut,poczymsmarstopniowochłodzonoprzyciągłymmieszaniu.

WytworzonesmarywnastępnymdniuhomogenizowanowegalizatorzetypuFryma,pro-dukcjiszwajcarskiejfirmyUhlmanA.G.,stosującszczelinę0,2mm.

Oznaczanonastępującewłaściwościwytworzonychsmarów:penetracjęwgPN-84/C-04134, –temperaturękropleniawgPN-84/C-04139, –stabilnośćmechanicznąwgPN-62/C-04144, –stabilnośćstrukturalnąwgBN-69/0536-11, –działaniekorodującewgPN-75/C-05124. –Badaniepenetracjipoleganazmierzeniugłębokościnajakązanurzasięwciągu5sekund

znormalizowany stożekmikropenetrometruw ściśle określonychwarunkach, a następnieprzeliczeniumikropenetracjinapenetracjęwedługcytowanegoprzeztąnormęwzoru.

Page 6: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

304

Badanietemperaturykropleniapoleganazmierzeniutemperatury,wktórejwydzielasiępierwszakroplasmaruwznormalizowanychwarunkach.

Badaniestabilnościmechanicznejpoleganazmierzeniuzmiankonsystencjismarupodwpływemsiłścinających,działającychprzywałkowaniusmaruwaparacie„RollingTester”,produkcjiStanhopeSetawtemperaturze60°Cprzez4godziny.

Badaniestabilnościstrukturalnejpoleganaokreśleniuilościwydzielonegozesmaruole-ju,podczasogrzewaniawtermostacie,wtemperaturze100°Cwciagu30godzin.

Badaniedziałaniakorodującegoprowadzisięnapłytkachmiedzianychpokrytychcienkąwarstwąsmaru,umieszczonychw100°Cprzez3godziny.NastępniedokonujesięwizualnejocenypłytekwoparciuoskalęASTM-130.

3. Opracowanie wyników badań

3.1.Badaniewpływurodzajubazyolejowejnakonsystencjęsmarów

Wytworzono próbki smarów z udziałemmineralnych baz olejowych oraz jednakowejilościzagęszczaczalitowego,którawynosiłaodpowiedniodlasmarówprostych8%m/m,dlasmarówkompleksowych17,5%m/m,przyczymstosunek12-KHSdokwasuazelainowegobyłstałyiwynosił2,5:1.

Wytworzonesmarypoddanobadaniomwzakresiepodstawowychparametrów,tj.pene-tracjiitemperaturykroplenia,awynikiprzedstawiononarysunkach1–4.

Rys.1.Wpływrodzajumineralnejbazyolejowejnakonsystencjęsmarówlitowych

Fig.1.Influenceofmineralbaseoilstypeonlithiumgreasesconsistency

Page 7: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

305

Rys.2.Wpływrodzajumineralnejbazyolejowejnatemperaturękropleniasmarówlitowych

Fig.2.Influenceofmineralbaseoilstypeonlithiumgreasesdroppingpoint

Rys.3.Wpływrodzajubazyolejowejnakonsystencjęsmarówlitowychkompleksowych

Fig.3.Influenceofbaseoilstypeonlithiumcomplexgreasesconsistency

Page 8: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

306

3.2.Badaniewpływustosunkumasowegoużytychkwasówwzagęszczaczu naefektzagęszczaniabazyolejowej

Wytworzonopróbkismarów,wktórychilośćzagęszczaczabyłastałaiwynosiła17,5%,azmieniałsięstosunekmasowykwasu12-hydroksystearynowegodoazelainowego.

Smary te poddano badaniomw zakresie penetracji i temperatury kroplenia, awynikiprzedstawiononarysunkach5i6.

Rys.4.Wpływrodzajubazyolejowejnatemperaturękropleniasmarówlitowychkompleksowych

Fig.4.Influenceofbaseoilstypeonlithiumcomplexgreasesdroppingpoint

Rys.5.Wpływstosunkumasowegokwasu12-KHSdoazelainowegonakonsystencjęsmarówkompleksowych

Fig.5.Influenceofmassratioof12-OHStacidtoazelaicacidonlithiumcomplexgreasesconsistency

Page 9: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

307

3.3.Badaniewpływuilościzagęszczaczanaefektzagęszczaniabazyolejowej

Z udziałemwszystkich baz olejowych oraz różnych ilości zagęszczacza wytworzonopróbkismarówprzyzałożeniu,żepenetracjasmarówbędzieodpowiadała2i3klasiekonsy-stencji.Wprzypadkusmarówkompleksowych,stosunekmasowykwasu12-KHSdokwasuazelainowegoużytychwzagęszczaczubyłstałyiwynosił2,5:1.

Smarytepoddanobadaniomwzakresiepenetracjiitemperaturykroplenia.Wynikibadańprzedstawiononarysunkach7–10.

Rys.6.Wpływstosunkumasowegokwasu12-KHSdoazelainowegonatemperaturękropleniasmarówkompleksowych

Fig.6.Influenceofmassratioof12-OHStacidtoazelaicacidonlithiumcomplexgreasesdroppingpoint

Rys.7.Wpływilościzagęszczaczanakonsystencjęsmarówlitowych

Fig.7.Influenceofthickeneramountonlithiumgreasesconsistency

Page 10: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

308

Rys.8.Wpływilościzagęszczaczanatemperaturękropleniasmarówlitowych

Fig.8.Influenceofthickeneramountonlithiumgreasesdroppingpoint

Rys.9.Wpływilościzagęszczacza,przystosunkumasowymkwasu12-KHSdoazelainowego2,5:1nakonsystencjęsmarówkompleksowych

Fig.9.Influenceofthickeneramountonlithiumcomplexgreasesconsistencybymassratioof 12-OHStacidtoazelaicacidcometo2,5:1

Page 11: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

309

3.4.Badaniewłaściwościfizykochemicznychwybranychsmarówlitowych

Badaniompoddano smary,którychpenetracjamieściła sięw2klasiekonsystencji, tj.260–300jednostek,wytworzonezudziałemzastosowanychwpracybazolejowychimini-malnejilościzagęszczacza.Wprzypadkusmarówkompleksowychstosunekmasowykwasu12-KHSdoazelainowegowzagęszczaczubyłstałyiwynosił2,5:1.

Wynikibadańzostałyprzedstawionewtabeli2.

T a b e l a 2

Właściwości wybranych smarów litowych i kompleksowych smarów litowych

WłaściwościRodzajbazyolejowej

T110 SAE30/95 SN500 SYN10

Smarlitowy

Ilośćzagęszczacza[%m/m] 5 10 6 17

Stabilnośćmechaniczna[%] 20,2 14,3 30,8 5,1

Ilośćwydzielonegooleju[%m/m] 13,5 12,2 17,1 12,7

Działaniekorodujące 1b 1b 1a 1b

Rys.10.Wpływilościzagęszczacza,przystosunkumasowymkwasu12-KHSdoazelainowego2,5:1natemperaturękropleniasmarówkompleksowych

Fig.10.Influenceofthickeneramountonlithiumcomplexgreasesdroppingpointbymassratioof12-OHStacidtoazelaicacidcometo2,5:1

Page 12: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

310

Kompleksowysmarlitowy

Ilośćzagęszczacza[%m/m] 9,5 12,5 10,5 18,5

Stabilnośćmechaniczna[%] 14,6 7,9 9,3 7,9

Ilośćwydzielonegooleju[%m/m] 6,1 6,0 5,4 4,1

Działaniekorodujące 1a 1b 1b 1a

1a–lekkiezmatowienie;1b–lekkiezmatowienie

4. Wnioski

Napodstawiewynikówprzeprowadzonychbadaństwierdzono,żenajwyższąpodatnośćnazagęszczaniemydłemlitowymkwasu12-KHSwykazujeolejocharakterzenaftenowymT110,zkoleinajniższąolejsyntetycznySYN10.Wytworzeniesmarówwklasiekonsysten-cji2,wprzypadkubazynaftenowejT110wymagaużyciatylko5÷6%m/mzagęszczacza.DlaparafinowejbazySN500,którazawieradodatekaromatów,ilośćzagęszczaczajestniecowiększaiwynosi5÷8%m/m.Największejilościzagęszczacza,tj.17–20%m/m,trzebaużyćwprzypadkusyntetycznejbazySYN10.

Najwyższymi temperaturamikropleniacharakteryzują się smarywytworzonenabaziesyntetycznej. Smary wytworzone z udziałem olejówmineralnych posiadają nieco niższetemperaturykroplenia,przyczymwprzypadkuzastosowaniaolejutypunaftenowegoorazparafinowegozdodatkiemaromatówwartośćtajestpodobna,rzędu180°C.Smarywytwo-rzoneprzyużyciuolejuparafinowegoSAE30/95charakteryzująsięnajniższymiwartościa-mitemperaturkroplenia,ok.170°C.

Wzrost ilościzagęszczaczawsmarzepowodujespadekwartościpenetracjiwytworzo-nychsmaróworazwzrostichtemperaturykroplenia.

Porównaniewłaściwoścismarówlitowychwytworzonychprzyużyciuróżnychbazole-jowychwykazało,żesmarwytworzonynaSYN10charakteryzujesiędoskonałąstabilnościąmechanicznąorazbardzodobrąstabilnościąstrukturalną.Spośródmineralnychbazolejo-wych,smarwytworzonyzudziałemolejuparafinowegowykazujenajmniejszątendencjędowydzielaniaolejuoraznajlepsząstabilnośćmechaniczną.Żadenzwytworzonychsmarówniewykazujekorozjipłytekmiedzianych.

Zdolnośćzagęszczającakompleksowychmydełwzrastawrazzewzrostemudziałukwa-su12-KHSdokwasuazelainowegowzagęszczaczu.Zewzględunawartościpodstawowychparametrów,tj.penetracjiitemperaturykropleniazaoptymalnystosunekkwasu12-KHSdokwasuazelainowegowzagęszczaczuprzyjęto2,5:1.Przytymstosunkuskładnikówzagęsz-czacza,najwyższąpodatnośćnazagęszczaniewykazujeolejnaftenowyiparafinowyzdodat-kiemaromatów,najmniejsząolejsyntetyczny.PodobniejakwsmarachprostychnajwiększąpodatnośćnazagęszczaniewykazująbazyT110iSN500.WceluzagęszczeniabazyT110orazSN500użytoodpowiednio9,5–11,5oraz8,5–12,5%m/mzagęszczacza,abazysynte-tycznejSYN10użyto18,8%m/m.

cd.tab.2

Page 13: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

311

Kompleksowesmarylitowecharakteryzująsięzdecydowaniewyższątemperaturąkro-pleniawporównaniudo temperaturykropleniasmarówlitowych.Najwyższe temperaturykropleniawykazująsmarywytwarzanezudziałemolejusyntetycznegoPAO,azgrupyole-jówmineralnych,olejunaftenowegoT110.

Skłonnośćdowydzielaniaolejupodwpływem temperatury jestnajniższadla smarówwytworzonychnabazieolejusyntetycznegoiwynosi4,1%m/m,dlapozostałycholejówok.6%m/m.Najlepsząstabilnościąmechanicznącharakteryzująsięsmarynabazienaftenowej,najgorsząnabazieparafinowejzdodatkiemaromatów.

Olejtypunaftenowegoposiadabardzodobrąpodatnośćnazagęszczaniemydłamilitowy-mi.Smarynabazieolejunaftenowegocharakteryzująwysokietemperaturykroplenia,dobrastabilnośćstrukturalnaorazniezbytwysokastabilnośćmechaniczna.

Olej typuparafinowegoposiadanajgorszą spośródmineralnycholejówbazowychpo-datnośćnazagęszczaniemydłamilitowymi.Smarynabazieolejuparafinowegowykazująwysokietemperaturykropleniaorazbardzodobrąstabilnośćstrukturalnąimechaniczną.

Olejtypuparafinowegozdodatkiemaromatówmaporównywalnądoolejunaftenowe-gopodatnośćnazagęszczaniemydłamilitowymi.Smarynabazieolejuparafinowegozdo-datkiemaromatówposiadająwysokietemperaturykroplenia,porównywalnedotemperaturkropleniasmarównabazienaftenowej.Smarytecharakteryzująsięsłabąstabilnościąstruk-turalnąimechaniczną.

Olejtypusyntetycznegoposiadanajgorsząspośródzastosowanycholejówpodatnośćnazagęszczanie.Wzakresietakichwłaściwościjaktemperaturakroplenia,stabilnośćmecha-niczna,skłonnośćdowydzielaniaoleju,smarycharakteryzująsięwyższąjakościąwstosun-kudosmarównabazieolejówmineralnych.

L i t e r a t u r a

[1]C z a r n y R., Smary plastyczne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa2004.

[2]PracazbiorowaporedakcjąŻmudzińska-ŻurekB.,Chemia i technologia ropy naftowej w laboratorium,WydawnictwoPK,1987.

[3]P o d n i a ł o A.,Paliwa, oleje i smary w eksploatacji,WydawnictwoNaukowo-Tech-niczne,Warszawa2002.

[4]D e c k a m n D.E.,L o u i s J.R.,M u r p h y W.R.,Base Stock: The Real Story,Hart’sLubricantsWorld,1997,7,46-50.

[5]B e r e t S., Impact of base Oil Changes on grease Performance,NLGISpokesman,1993,9,12-18.

[6] S z a ł a j k o U., F i s z e r S., Stabilność oksydacyjna mineralnych, syntetycznych i roślinnych olejów smarowych,Nafta-Gaz,1998,9,373-379.

[7]B u c z y ń s k i P.,Syntetyczne środki smarowe (część 1),Paliwa,olejeismarywek-sploatacji,2002,4,15-18.

[8]S t e m p f e l E.M., S c h m i t L.A., Biodegradable Lubricating Greases, NLGISpokesman,1991,8,313-321.

Page 14: Badanie wpływu charakteru bazy olejowej na właściwości smarów …suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i5/i9/i8/i1/r5981/ZmudzinskaZurekB... · nasyconych kwasów tłuszczowych oraz

312

[9]S z a ł a j k o U., F i s z e r S., N i e m e c P., K l o m f a s J., Kompozycje olejów roślinnych i produktów ich epoksydacji jako środki smarowe,Nafta-Gaz, 2004, 12,653-658.

[10] F i s z e r S.,S z a ł a j k o U.,Oleje roślinne jako substraty środków smarowych po-chodzenia naftowego,Nafta-Gaz,2000,3,181-188.

[11] Z a j e z i e r s k a A., S t e i n m e c F., T r z a s k a E., Badania nadwytwarzaniem biodegradowalnych smarów plastycznych,Nafta-Gaz,1995,12,506-512.

[12] S t e m p f e l E.M., Practical Experience with Highly Biodegradable Lubricants, Especially Hydraulic oils and Lubricating Greases,NLGISpokesman,1998,4,8-23.