复配表面活性剂对纳米铜粉在润滑油中分散稳定性的研究
复配表面活性剂对纳米铜粉在润滑油中分散稳定性的研究王青宁,司宝莉,俞树荣(兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050)性;同时利用四球磨损试验机研究了含纳米铜粉润滑油的摩擦学性能……通过对比和发现,在650im~850nm内,纯1d机械油几乎没有吸光度,而添加纳米金属铜粉的1(1机械油在此范围内具有一定的吸光度,且在742nm处吸光度达到极大值(和中的b图);在内,含纳米金属铜粉的机械油虽然有较明显的吸收峰,但是由于纯1(1机械油本身在此波长范围也有吸收峰,故不能确定此波长范围为纳米金属铜粉的吸收波长;当波长小于400nm时,含纳米金属铜粉的1(1机械油在此波长范围内并无特征吸收峰(中a图)。最终确定含纳米金属铜粉的2所制分散液的实验最大无卡咬负荷PB值、磨斑直径WSD按照润滑油极压性能测定方法(四球MRS-10(G)杠杆式四球摩擦磨损试验机测量PB值,转速1 10A液压式四球摩擦试验机测量WSD,转速1450r/miq载荷392N,长磨时间30min 2结果与讨论2.1复配表面活性剂对纳米金属铜粉在机械油中的分散稳定性实验旨在考察复配表面活性剂对纳米铜粉在1C机械油中的分散稳定性。将离心后的上层液在742nm处测其吸光度,吸光度越大表明纳米铜粉在10机械油中的分散效果越好。表面活性剂的复配及分散液离心15min和30min时吸光度(Ai和A2)的实验结果列于表1.表1离心液的吸光度数值表面活性剂质量比时离心液吸光度(Ai)最大,其次是Span80与Tween40的复配及T154说明包含这3种分散剂的离心液分散效果较好;离心30min后,T154作为分散剂的离心液吸光度(A2)最大,其次是T151及Span80与Tween40的复配,说明包含这3种分散剂的离心液分散效果较好;综合两次检测结果表明T154T151及Span80与Tween40的复配对纳米铜粉在1C机械油中的分散效果理想。
值得注意的是,在比较含有不同分散剂的离心液在离心15min与30min后的吸光度时发现:含有T154分散剂的离心液离心15min与30min后的吸光度差值最小,其次是含有分散剂Span80与Tween40复配的离心液及含有分散剂T151的离心液。这与分散剂对纳米铜粉在1C机械油中分散的稳定性有关。当分散剂对纳米铜粉在润滑油中的分散效果相似时,不同离心时间的离心液,其吸光度相差越小,纳米铜粉在1C机械油中分散的稳定性就越高。
2.2含纳米铜粉10机械油的摩擦学性能为了检验纳米铜粉作为添加剂在1C机械油中的作用,实验中分别测试了其具有代表性的两个摩擦学性能,即极压性能和抗磨性能。这两个性能分别用最大无卡咬负荷PB、磨斑直径WSD来表征。
对含有T154作为分散剂、不同质量分数的纳米铜粉(相对于1C机械油的质量)作为添加剂的1C机械油进行摩擦学性能实验,实验PB值与长磨时WSD值与纳米铜粉添加量的关系见表2实验油样的制备方法见1.2.2.表2纳米铜粉用作润滑油添加剂的摩擦学性能摩擦学性能纳米铜粉添加量/%由表2可见,添加纳米铜粉的实验油样比基础油(未加纳米铜粉的10*机械油)的极压性能有较大地提高。随着纳米铜粉添加量的逐渐增多,试验油样的PB值先增大后减小,PB值最大时达到530N,比基础油的PB值412N提高了28.64%,说明纳米铜粉在基础油中起到了极压剂的作用。同时,在实验条件下纳米铜粉的添加对基础油的抗磨性能还没有表现出明显的改善作用,当纳米铜粉的添加量小于2%时,长磨时的磨斑直径在0.54mm上下略微浮动。纳米铜粉添加剂对基础油抗磨性能的作用趋势先减小后增大,当纳米铜粉添加量超过2%,实验油样的磨斑直径迅速增大,超过基础油的磨斑直径0.由于纳米粒子添加量过多时,由于其具有较大的比表面积和比表面能,而且纳米粒子间存在着较强地凝聚成较大颗粒的趋势,因此粒子间相互接触和碰撞的几率大大增加,在摩擦作用下容易聚集形成较大的颗粒,这使得摩擦过程变得不平稳,从而导致PB值减小、WSD增大。综合考虑,纳米铜粉作为添加剂用量为2%较合适。
3结论复配对纳米铜粉在10机械油中有较好的分散性。
复配对纳米铜粉在10机械油中分散稳定性高。
含有纳米铜粉的润滑油表现出比基础油更好的摩擦学性能,且纳米铜粉在10机械油中的较佳添加量为摘自中国润滑油信息网
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