Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 [ 81 ] 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

связывать снижение аномалии вязкости с увеличением компактности структуры [48, 49]. В разбавленных растворах аномалия вязкости увеличивается со снижением температуры, а в концентрированных растворах она достигает максимального значения при температурах, близких к температуре кристаллизации, что, повидимому, 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. [38]).

3x10

иООгб-ШО

\2О0ЛЧШ0

Концентрация тВерОойфазы

I Л ттшш

Фиг. 107. Влияние концентрации церезина на параметры реологических свойств (по данным Д. С. Великовского [11]).

l/p - обратная величина пенетрации; ij - кажущаяся вязкость при градиенте скорости

1 сек.~; в - предельное напряжение сдвига; - механический эквивалент внутреннего

трення.

Фиг. 108. Вязкостно-темпе ратурная характеристика безводных смазок, загущенных стеаратами Li, Na и Ca (по г. в. Виноградову).

/-10% List в автоле 10; -10 % NaSt в том же масле; III - 17% Cast в дестиллата

автола 10«

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 [38].

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.

Б. Смазки, загущенные мылами

Мыльные смазки имеют значительно более разнообразные реологические свойства, чем церезиновые и парафиновые, что связано с различиями свойств отдельных мыл и присутствием в них полярных компонентов (воды, глицерина, жирных кислот и т. п.). Для загущения смазок применяют натровые, кальциевые, алюминиевые, реже свинцовые и цинковые мыла, а для отдельных специальных целей мыла магния, бария, кобальта, лития и других оснований. Жирами служат растительные масла (хлопковое, льняное, соевое и др.) и гидрогенизированные и животные жиры (саломас, жир морских животных и др.). В виде исключения применяют также стеариновую, олеиновую и некоторые другие жирные кислоты.

Все эти мыла обладают малой истинной растворимостью в минеральных маслах. Согласно определениям Г. Е. Леванта [23] при 40* стеарат натрия не растворяется в парфюмерном масле, стеарата магния растворяется до 0,01%, стеарата цинка - до 0,012%, стеарата свинца -до 0,016%. С повышением температуры растворимость увеличивается. Выше 100-IGO"" мыла могут смешиваться с маслами в неограниченных количествах. При комнатной температуре, а также при не слишком высоких рабочих температурах почти все мыло в смазках находится в коллоидном или грубодис-персном состоянии.

1. Влияние природы и концентрации мыла на консистенцию смазок. Способность отдельных мыл загущать масла довольно сильно различается между собой. В первом приближении, при прочих равных условиях, она снижается в ряду натровых, кальциевых, свинцовых, цинковых и алюминиевых мыл (табл. 50).

При оценке относительной загущающей способности отдельных мыл необходимо зитывать, что технические смазки могут различаться также по содержанию воды, свободных кислот и других компонентов, оказывающих существенное влияние на реологические свойства (см. ниже).

Смазки чаще загущают церезином, чем парафином, так как церезиновые смазки более стабильны (имеют меньшую склонность к синерезису), менее хрупки, более тиксотропны и обладают более высокой температурой каплепадения, чем парафиновые смазки. К тому же ньютоновская вязкость растворов церезина в маслах выше, чем аналогичная величина растворов парафина.

С увеличением концентрации технических смазок, загущенных парафином и церезином, 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).

Таблица 50

Консистенция смазок» загущенных различными мылами*

(по данным И. П. Лукашевич [24]).

Рецептура: 25 вес. ч. стеаринового мыла, 75 вес. ч. веретенного масла, 2 вес. ч. воды.

• Технология всех смазок одинакова.

Зависимость отдельных параметров реологических свойств смазок от природы мыла неодинакова. Натровые мыла твердых жирных кислот дают смазки со значительно более высокой температурой каплепадения, чем кальциевые смазки, в то время как их пенетрация не очень сильно разнится, а предельное напряжение сдвига первых может быть даже ниже, чем вторых. Предельное напряжение сдвига свинцовых смазок часто выше, чем алюминиевых, а остаточная вязкость ниже.

Загущающая способность мыл одного металла изменяется в зависимости от отношения жирной кислоты к металлу и от фазового состояния мыла. А. А. Трапезников [21] отметил, что резкое изменение реологических свойств смазок на диаграмме зависимости этих свойств от температуры соответствует фазовым превращениям мыл.

С увеличением отношения количества металла к количеству жирной кислоты растворимость мыла в масле падает, а загущающая способность до некоторых пределов растет, но одновременно падает коллоидная стабильность. Дистеарат алюминия может давать с минеральным маслом гели при более низких концентрациях, чем тристеарат алюминия, однако, для того чтобы первый студень не расслаивался, к нему необходимо добавлять стабилизаторы.

1 Как правило, в технических мылах многовалентных металлов отношение основания к жирной кислоте выше стехиометрического, что объясняется склонностью солей этих металлов к гидролизу. Так называемый тристеарат алюминия содержит не больше 2,3-2,4 частей жирной кислоты на 1 часть алюминия, а у дистеарата алюминия на 1 часть алюминия приходится 2,1- 1,7 и меньше частей стеариновой кислоты. Механические свойства и стабильность аиазок могут варьировать в зависимости от изменения этого отношения.