潤滑脂的觸變性是指潤滑脂受到剪切作用時,稠度下降發生軟化,而當剪切作用力停止后稠度會逐步恢復的特性。潤滑脂在受到剪切作用時,構成連續骨架的個別皂纖維之間的接觸部分開始滑動至脫開,使體系從變形到流動。在長期或高剪力作用下,皂纖維本身也會遭到破壞而被剪斷,因此表現為稠度下降。剪切作用停止后,結構骨架又開始恢復。但皂纖維重新排列要一定時間,所以稠度恢復是一個緩慢過程,重新形成的骨架也與原來的有差別。例如,隨皂纖維的接觸點減少,結構骨架就比原來未破壞前的強度低,稠度下降。反之,隨皂纖維數增加,接觸點增多,稠度就比原來的大。
潤滑脂的流變性
牛頓流體和非牛頓流體的剪速與剪力的關系是潤滑脂在受到外力作用時的流動和變形的特性,主要表現如下:
(1) 當潤滑脂不受外力作用時,能象固體一樣保持一定形狀,即在靜止時不會自動流失。
(2) 當受到弱外力作用后,產生彈性變形;移去外力后又能恢復到原來的位置與形狀,呈現出固體的彈性特性。
(3) 當施加的外力足夠大時,潤滑脂發生形變和流動,因而不再能自動恢復到原來的位置和形狀,因此潤滑脂在機械運轉部件上的啟動力矩比液體潤滑油大。
(4) 在潤滑脂流動過程中,隨著所受剪應力增大,皂纖維在不同程度上定向排列,會使體系的表觀粘度(或相似粘度)隨之減小。在此階段,潤滑脂的表觀粘度隨剪速的增大而減小。
(5) 在受到極高剪應力的情況下(剪速很大),潤滑脂的流動象牛頓流體一樣,粘度能保持一個常數,而不再隨剪速的變化而改變。
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潤滑脂主要是由稠化劑、基礎油、添加劑三部分組成。一般潤滑脂中稠化劑含量約為10%-20%,基礎油含量約為75%-90%,添加劑及填料的含量在5%以下。
l.基礎油
基礎油是潤滑脂分散體系中的分散介質,它對潤滑脂的性能有較大影響。一般潤滑脂多采用中等粘度及高粘度的石油潤滑油作為基礎油,也有一些為適應在苛刻條件下工作的機械潤滑及密封的需要,采用合成澗滑油作為基礎油,如酯類油、硅油、聚泣-烯烴油等。
2.稠化劑
稠化劑是潤滑脂的重要組分,稠化劑分散在基礎油中并形成潤滑脂的結構骨架,使基礎油被吸附和固定在結構骨架中。潤滑脂的抗水性及耐熱性主要由稠化劑所決定。用于制備潤滑脂的稠化劑有兩大類。皂基稠化劑(即脂肪酸金屬鹽)和非皂基稠化劑(烴類、無機類和有機類)。
皂基稠化劑分為單皂基(如鈣基脂)、混合皂基(如鈣鈉基脂)、復合皂基(如復合鈣基脂)三種。90%的潤滑脂是用皂基稠化劑制成的。
3.添加劑與填料
一類添加劑是潤滑脂所待有的,叫膠溶劑,它使油皂結合更加穩定?如甘油與水等。鈣基潤滑脂中一旦失去水,其結構就完全被破壞,不能成脂,如甘油在鈉基潤滑脂中可以調節脂的稠度。另一類添加劑和潤滑油中的一樣,如抗氧、抗磨和防銹劑等,但用量一般較潤滑油中為多。如磷酸酯、ZDDP、Elco極壓抗磨劑、復合劑、滴點提高劑等。有時,為了提高潤滑脂抵抗流失和增強潤滑的能力,常添加一些石墨、二硫化鉬和碳黑等作為填料。