Главная -> Словарь

Коллоидной стабильностью

По Д. С. Великовскому консистентные смазки — смазочные материалы, обладающие четко выраженной коллоидной структурой, независимо от того, текучи они или пластичны. Именно коллоидная структура и специфичные для коллоидных систем физико-химические и механические свойства являются, по мнению Великовского, основными признаками, отличающими консистентные смазки от смазочных масел. Эти свойства предопределяют и специфический подход к вопросам применения, исследования и анализа консистентных смазок.

КОЛЛОИДНАЯ СТРУКТУРА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ

Весьма важное значение имеет коллоидная структура нефтяных остатков, соотношение в них асфальтенов, масел, высокомолекулярных углеводородов при осуществлении других процессов нефтепереработки, например в производстве битумов, связующих ве-

Методом рассеяния рентгеновского излучения под малыми углами установлено , что коллоидная структура битумов состоит из набора частиц квазисферической формы с размерами от 2,3—3,0 до 20—40 нм. Число частиц наименьшего размера на 4—6 порядков превышает число частиц больших размеров, что дает основание считать частицы с размерами 2,3—3,0 нм основными структурными элементами коллоидной структуры битумов.

Температура, при которой предел текучести равен нулю, является истинной температурой перехода смазки из твердого состояния в жидкое. При снятии нагрузки коллоидная структура смазки восстанавливается, хотя прочность ее становится меньше первоначальной. Эта способность восстанавливать пластичность отражает тиксотропные свойства смазок.

В условиях эксплуатации под воздействием солнечного света, кислорода воздуха, высоких и низких, температур, резких перепадов температур, усиленных динамических нагрузок битумы разрушаются. Разрушается коллоидная структура битума, смолы и асфальтены переходят в карбены и карбоиды, битум теряет способность создавать цельный кроющий слой, становится хрупким, трескается и крошится. Кроме того, битум теряет способность прилипать к минеральным материалам: щебню, камню, песку. Все это ведет к разрушению дорог, толевых кровель, фундаментов, изоляции трубопроводов и пр.

Коллоидная структура битумов зависит от содержания и природы асфальтенов и мальтенов. Структура битума определяется степенью пептизации асфальтенов и зависит от относительного содержания в битуме ароматических углеводородов с алифатическими цепями различной длины. Высокое содержание ароматических соединений мальтеновой части битумов противодействует стремлению молекул асфальтенов к ассоциации в более крупные aiрегаты, что приводит к образованию наибольших мицелл, и битум в результате, находится в состоянии золя. Наоборот, низкое содержание ароматических соединений ведет к образованию крупных агрегатов и битум находится в состоянии геля .

Коллоидная структура и ее влияние на структурно-механическую прочность нефтяных остатков................. 56

.г— КОЛЛОИДНАЯ СТРУКТУРА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ

Весьма важное значение имеет коллоидная структура нефтяных остатков, соотношение в них асфальтенов, масел, высокомолекулярных углеводородов при осуществлении других процессов нефтепереработки, например в производстве битумов, связующих ве-

Коллоидная структура битумов зависит от содержания и природы асфальтенов и мальтенов. Структура битума определяется степенью пептизации асфальтенов и зависит от относительного содержания, в битуме ароматических углеводородов с алифатическими цепями различной длины, определяемого происхождением и способом производства битума. Высокое содержание ароматических соединений в мальтеновой части битумов противодействует стремлению молекул асфальтенов к ассоциации в более крупные агрегаты, что приводит к образованию небольших мицелл, и битум в результате находится в состоянии золя. Наоборот, низкое содержание ароматических соединений ведет к образованию крупных агрегатов, и битум находится в состоянии геля.

Коллоидной стабильностью называется способность смазок сопротивляться выделению из них масла при хранении в условиях применения.

Коллоидная стабильность смазок лишь отчасти связана с синерезисом, поэтому эти свойства нельзя отождествлять. Чем выше загущающая способность загустителя и чем больше его в смазке, тем лучше связана в ней жидкая фаза. Высокой коллоидной стабильностью при хранении отличаются углеводородные смазки — гомогенные сплавы минеральных масел с твердыми углеводородами , распределенными в смазках в виде тонких, мономолекулярных слоев — кристаллов . Смазки, загущенные мылами, менее стабильны, так как структурный каркас не так плотен, а кристаллическая решетка мыл значительно менее масло-«мка, чем кристаллическая решетка углеводородов; механически задерживаемого масла в каркасе мыл относительно больше, а удерживается оно хуже. Кроме того, мыльные смазки больше подвержены процессам старения, •следствием которых являются структурные изменения и связанное с ними выделение масла.

Слабощелочные смазки более стабильны, чем слабокислые. Правильная термообработка смазки при ее кристаллизации может значительно повысить ее коллоидную стабильность. Обработка смазки на вальцах, гомогенизаторах и других перетирочных машинах приводит, как правило, к разрушению структурного каркаса смазок и выделению части масла. Смазки с низкой коллоидной стабильностью во избежание большого выделения жидкой фазы расфасовывают в мелкую тару.

применяют для смазки узлов трения автомобилей, тракторов и других механизмов. Они нерастворимы в воде, обладают высокой коллоидной стабильностью, однако не могут быть использованы при температурах выше 70 °С и ниже —30°С. Помимо солидолов выпускают несколько гидратированных кальциевых смазок — графитную УСсА, ЦИАТИМ-208 и др.

Использование в битумном прон?вслегве нчфтяных остатков,полученных в дзструктизпнх процессах -- таких., как термический крекинг, деструктиБно-вакуу'.ншя перегонкп по сравнению с прямогонным остатком западно--сибирской нефти близкой вязкости характеризуются повыиеняой i плотностью » коксуемостью , повышенными йодными числами , пониженной молекулярной массой , пониженной коллоидной стабильностью , что подтверждает их деструктивное происхождение. Содержание карбонов и карбоидов невелико! рас- . tBOp.HMOCTb в бензоле остатков ДВП с-КиШ 2б-Зч°С составляет, ; У9,8,^, остатка ДВП.о КиШ 87°«99,2/!. Гю указанным характеристик как остатки ДВН близки к крекинг-остатку запядно-сибирокой нефти , выкипающему выше 490°С, который при близкой .1 вязкости имеет плотность 1022» коксовое число 2Ь, йодное число З1»,5,молекулярную массу 630, коллоидную стабильность 0,9. В основу выбора технологии перерасхти продуктов ДВП было у положено изучение качества битумов,-полученных различны*» спо- • ообами, принятыми в практике нефтепереработки» ' ..

При низких температурах часто необходимо повысить подвижность смазок. Для этой цели некоторые из них изготовляют из маловязких масел и даже керосина. Как отмечалось выше, такие смазки обладают более низкой коллоидной стабильностью, чем смазки, изготовленные из вязких масел. К тому же светлые нефтепродукты имеют малую смазочную способность и высокую испаряемость. В связи с этим предложено снизить нижний температурный предел применимости смазок путем добавления к ним пара-флоу, сантопура и других разжижающих присадок. Для смазок, загущенных алюминиевыми мылами, которые сами относятся к присадкам этого типа, добавление парафлоу и подобных соединений не эффективно1.

Солидолы употребляют для смазывания подшипников, а также для смазки различных узлов трения автомобилей, тракторов и других механизмов. Они нерастворимы в воде, обладают высокой коллоидной стабильностью, однако не могут быть использованы при температурах выше 75 °С и ниже минус 30 °С. Помимо солидолов выпускают еще несколько марок гидрати-рованных кальциевых смазок — смазка графитная УСсА, ЦИАТИМ-208 и др.

Значительные преимущества по сравнению с гидратирован-ными кальциевыми смазками имеют безводные кальциевые смазки. Они обладают лучшей работоспособностью в широком интервале температур , более высокой механической и коллоидной стабильностью и постоянством свойств в условиях хранения и применения. По сравнению с комплексными смазками они обладают и меньшей влаго- и* термоупрочнением. Обязательным компонентом безводных кальциевых смазок является стабилизатор структуры, в качестве которого используют жирные кислоты, спирты, сложные зфиры и другие ПАВ, в том числе образующиеся при производстве смазок.

5) высокой химической и коллоидной стабильностью. Остановимся подробнее на физическом смысле сформулированных выше требований к консервационным смазкам.

Коллоидная стабильность смазок лишь отчасти связана с синерезисом, поэтому эти свойства нельзя отождествлять. Чем выше загущающая способность загустителя и чем больше его в смазке, тем лучше связана в ней жидкая фаза. Высокой коллоидной стабильностью при хранении отличаются углеводородные смазки — гомогенные сплавы минеральных масел с твердыми углеводородами , распределенными в смазках в виде тонких, мономолекулярных слоев — кристаллов . Омазки, загущенные мылами, менее стабильны, так как структурный каркас не так плотен, а кристаллическая решетка мыл значительно менее масло-«мка, чем кристаллическая решетка углеводородов; механически задерживаемого масла в каркасе мыл относительно больше, а удерживается оно хуже. Кроме того, мыльные смазки больше подвержены процессам старения, следствием которых являются структурные изменения и связанное с ними выделение масла.

Слабощелочные смазки более стабильны, чем слабокислые. Правильная термообработка смазки при ее кристаллизации может значительно повысить ее коллоидную стабильность. Обработка смазки на вальцах, гомогенизаторах и других перетирочпых -машинах приводит, как правило, к разрушению структурного каркаса смазок я выделению части масла. Смазки с низкой коллоидной стабильностью во избежание большого выделения жидкой фазы расфасовывают в мелкую тару.