作為添加劑,少量的專用聚合物可顯著增強潤滑脂的性能,同時,這也是應用和客戶區分潤滑脂最直接有效的方式。
類型與好處
有利于潤滑脂的專用聚合物類型包括:復合鋁、磺酸鈣基、聚脲、有機物,還有最受歡迎的鋰和復合鋰。
聚合物添加劑的潛在的好處包括:
◎ 增強內聚力。聚合物在高溫或機械加工等不利條件下有助于強化油脂的纖維結構,減少油脂變質的情況。
◎ 增強防水性。更好的粘合效果帶來更好的防水性,可承受水的沖洗和噴灑。這也是聚合物添加到潤滑脂的主要原因。
◎ 增強粘附力。專用聚合物有助于提高潤滑脂附著設備表面的粘附力,潤滑脂的附著時間會因此更加持久。
◎ 增強抗剪切力。某些潤滑脂的橫向動穩性可以提高60%。
◎ 減緩油脂分離。聚合物有助于鎖住潤滑脂中的油,延長油脂分離的時間。
◎ 增加產量。聚合物使潤滑脂變得粘稠,從而使改良增稠劑中油含量增加,這有利于增加產量,降低成本。
不錯的選擇
聚合物與潤滑脂內潤滑油之間的兼容性是決定最終產品中聚合物添加劑性能的關鍵因素。
一般的原則是“相似相溶”(但是也有例外)——有雙鍵的基礎油(不飽和)與不飽和聚合物相容;沒有雙鍵的基礎油(飽和)與飽和聚合物相容。
潤滑脂中的基礎油可能提取自石油(包括聚α-烯烴),也可能是合成的(酯、醚、有機硅、其他),也可能是從植物或動物身上提取的。傳統礦物油——具有單鍵的碳氫化合物——分為α-烷烴基石蠟油、環烷烴基環烷油或芳香烴基芳烴油。
建立網絡
聚合物添加劑與潤滑脂稠化劑會構成一個三維網絡,網絡構成有以下幾個機制:通過結晶相物理交聯;通過不溶性硬質相;通過建立氫鍵、化學反應;或者更簡單:通過長鏈纏結。不同的聚合物會通過其中一個或多個過程在潤滑脂的網絡中構造自己。
另一種建立網絡的方法是通過聚烯烴結構。烯烴共聚物的單鏈中含有乙烯、丙烯和/或丁烯單位混合物。根據對石蠟的觀察,某種單位含量過多,聚合物會在油中會部分結晶。分散在整個油中的結晶區域將聚合物鏈連結起來,在皂基周圍形成一個強大的網絡。
通過測試
為了確定每種聚合物在提高潤滑油性能方面的表現,Functional Products研究和測試了一系列的聚合物。調查中分別采用了錐入度測試(ASTM d217)、水噴灑試驗(ASTM D4049)和低溫流動性試驗。研究數據給出了成功案例和失敗案例。但是,把聚合物優化了之后,添加劑會為潤滑脂帶來物質利益(只有少數例外,如二氧化硅潤滑脂)。
錐入度測試驗結果表明,聚合物網絡可以增加潤滑脂的粘稠度,還有利于提高剪切力穩定性。這些聚合物增強了潤滑脂皂基質,減少了潤滑脂工作時的故障。此外,某些聚合物會將潤滑脂內的基礎油保留一段時間,從而減慢了油脂分離速度。
相關評論