BADANIE WPŁYWU CHARAKTERU BAZY OLEJOWEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SMARÓW LITOWYCH INFLUENCE OF BASE OILS CHARACTER ON LITHIUM GREASES PROPERTIES

Podobne dokumenty
Wprowadzenie Metodyki badawcze

Przedsiębiorstwo DoświadczalnoProdukcyjne spółka z o.o. w Krakowie AGROX. ekologiczne oleje i smary dla. ROLNICTWA i LEŚNICTWA

MOŻLIWOŚĆ ZASTOSOWANIA BIODEGRADOWALNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH W EKSPLOATACJI MASZYN ROBOCZYCH

Badanie wpływu charakteru olejów bazowych na właściwości smarów bentonitowych

T R I B O L O G I A 35. Rafał KOZDRACH *, Jolanta DRABIK*, Ewa PAWELEC*, Jarosław MOLENDA*

Q = 0,005xDxB. Q - ilość smaru [g] D - średnica zewnętrzna łożyska [mm] B - szerokość łożyska [mm]

Monitorowanie stabilności oksydacyjnej oleju rzepakowego na

przegląd i porównanie smarów

SMAROWANIE. Może także oznaczać prostą czynność wprowadzania smaru pomiędzy trące się elementy.

Stabilność koloidalna smarów plastycznych

WPŁYW RODZAJU CIECZY BAZOWEJ SMARÓW PLASTYCZNYCH NA ZUŻYCIE ZMĘCZENIOWE MODELOWEGO WĘZŁA TARCIA

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1275 wydany przez POLSKIE CENTRUM AKREDYTACJI Warszawa, ul.

Badanie stabilności termooksydacyjnej smarów plastycznych. Część 1 smary na oleju o charakterze parafinowym

PL B1. POLWAX SPÓŁKA AKCYJNA, Jasło, PL BUP 21/12. IZABELA ROBAK, Chorzów, PL GRZEGORZ KUBOSZ, Czechowice-Dziedzice, PL

Zagadnienia hydrokonwersji olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych do węglowodorowych bio-komponentów parafinowych (HVO)

PORÓWNANIE SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA WYBRANYCH BIODODATKÓW I KLASYCZNEJ WIELOFUNKCYJNEJ SUBSTANCJI USZLACHETNIAJĄCEJ

Badanie stabilności termooksydacyjnej smarów plastycznych. Część 3 Kompleksowe smary litowe

Wymagania dotyczące środków do smarowania rozjazdów kolejowych

WYBRANE METODY MODYFIKACJI ASFALTÓW. Prof. dr hab. inż. Irena Gaweł emerytowany prof. Politechniki Wrocławskiej

WIELOFUNKCYJNY SMAR PLASTYCZNY (KOD NATO G-421) PRZEZNACZONY DO STOSOWANIA W WOJSKOWEJ TECHNICE LĄDOWEJ

KSZTAŁTOWANIE WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWYCH EKOLOGICZNYCH BAZ OLEJOWYCH ZŁOŻONYCH Z OLEJU RZEPAKOWEGO I PRODUKTÓW JEGO TRANSESTRYFIKACJI

PRZECIWZUŻYCIOWE POWŁOKI CERAMICZNO-METALOWE NANOSZONE NA ELEMENT SILNIKÓW SPALINOWYCH

WPŁYW RODZAJU ZAGĘSZCZACZA NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI REOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH ZAGĘSZCZANYCH 12-HYDROKSYSTEARYNIANEM LITU W ZAKRESIE LINIOWEJ I NIELINIOWEJ LEPKOSPRĘŻYSTOŚCI

Shell Morlina S4 B 220 Zaawansowany przemysłowy olej łożyskowy i obiegowy

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 170

Hydrauliczny olej premium dla przemysłu

Hydraulic SyntWay Syntetyczny olej hydrauliczny dla przemysłu

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE NIEKTÓRYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH PODDANYCH UGNIATANIU W OBECNOŚCI WODY

Smary plastyczne europejskie normy klasyfikacyjne i wymagania jakościowe

WPŁYW DODATKU NA WŁASNOŚCI SMAROWE OLEJU BAZOWEGO SN-150

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH WYTWORZONYCH NA MODYFIKOWANYCH OLEJACH ROŚLINNYCH

WPŁYW NIEKONWENCJONALNYCH DODATKÓW: α BN, SFR I POLY TFE NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNOŚCIOWE I REOLOGICZNE OLEJU BAZOWEGO

Zatwierdzam do stosowania od dnia

BADANIA NAD MODYFIKOWANIEM WARUNKÓW PRACY ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH SILNIKÓW SPALINOWYCH

Wybrane metody badań środków smarowych

Hydrol L-HM/HLP 22, 32, 46, 68, 100, 150

Badania tribologiczne dodatku MolySlip 2001G

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)188540

Opis produktu. Zalety

Łożyska ślizgowe - podstawowe rodzaje

AKADEMIA MORSKA w GDYNI

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

Analizy olejów smarnych z bloku 11 Enea Wytwarzanie Sp. z o.o.

Pierwszy olej zasługujący na Gwiazdę. Olej silnikowy marki Mercedes Benz.

Badania laboratoryjne procesów ciągłej ekstrakcji rozpuszczalnikowej

Oleje smarowe Część teoretyczna

Seria Mereta Syntetyczne, przemysłowe oleje obiegowe i przekładniowe

OCENA ODPORNOŚCI NA UTLENIANIE ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SMARNYCH KOMPOZYCJI OLEJU ROŚLINNEGO

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

FAG ARCANOL ANTICOROSIONOIL

AKADEMIA MORSKA w GDYNI

SMARY ŁOśYSKOWE FIRMY FAG

RHEOTEST Medingen Reometr RHEOTEST RN: Zakres zastosowań Smary

BADANIE PRZEMIAN CHEMICZNYCH OLEJÓW SMAROWYCH WYTWARZANYCH Z UDZIAŁEM SUROWCÓW ROŚLINNYCH

Energia wiatrowa. Napędzana przez Total Lubricants

Noty wyjaśniające do Nomenklatury scalonej Unii Europejskiej (2018/C 7/03)

Wpływ dodatku Molyslip 2001E na właściwości. przeciwzużyciowe olejów silnikowych

Załącznik Nr 1 do Umowy Nr... zawartej w dniu... pomiędzy MPK Sp. z o.o. we Wrocławiu a... Specyfikacja Asortymentowo-Ilościowo-Cenowa

MOTUL MOTOR OIL Środki smarne do samochodów i motocykli zabytkowych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

Część III Opis Przedmiotu Zamówienia (OPZ) Załącznik Nr 1 do Umowy Nr... zawartej w dniu... pomiędzy MPK Sp. z o.o. we Wrocławiu a...

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

PI (FOPL) (wersja robocza) RENISO RENISO TRITON Oleje do sprężarek chłodniczych. Program produkcyjny olejów ziębniczych RENISO

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI. z dnia 9 grudnia 2008 r. w sprawie wymagań jakościowych dla paliw ciekłych. (tekst jednolity)

SMARY ŁOśYSKOWE FIRMY KLÜBER LUBRICATION

Biodegradowalne smary plastyczne. Biodegradable Lubricating Greases

(19) PL (11) (13)B1

WPŁYW PROMIENIOWANIA ULTRAFIOLETOWEGO NA LEPKOŚĆ OLEJÓW SMAROWYCH

Opis produktu. Zalety

Akademia Morska w Szczecinie. Laboratorium paliw, olejów i smarów. Ćwiczenie laboratoryjne Pomiar i ocena parametrów użytkowych smarów plastycznych

WPŁYW EPOKSYDOWANYCH OLEJÓW SOJOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE I FIZYKOCHEMICZNE OLEJÓW ROŚLINNYCH

Smary specjalne pracujące w temperaturze do o C

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

TORMA 2 LC FF Opis: Charakteryzuje się: Sposób użycia: Instrukcje: Przechowanie:

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 297

Energia wiatrowa. Napędzana przez Total Lubricants

Specjalistyczne smary. Dow Corning BR2-Plus Multi-Purpose E.P. Informacja o produkcie

Wpływ rodzaju fazy zdyspergowanej na właściwości tribologiczne smarów plastycznych wytworzonych na oleju lnianym

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

Opis modułu kształcenia Materiałoznawstwo środków smarowych

WPŁYW RODZAJU FAZY DYSPERGUJĄCEJ NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE SMARÓW PLASTYCZNYCH

Koordynacja i uczestnictwo w porównaniach międzylaboratoryjnych, w zakresie smarów plastycznych i asfaltów

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: RBM ET-s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH SMARU PLASTYCZNEGO MODYFIKOWANEGO PROSZKIEM PTFE I MIEDZI

BIODEGRADOWALNE OLEJE SMAROWE DO PRZELOTOWYCH UKŁADÓW SMAROWANIA

Olej 5W30 Motorcraft XR Synth 5l. Opis

ANALIZA PORÓWNAWCZA WŁASNOŚCI SMARNYCH OLEJU MASZYNOWEGO AN-46 PRZED I PO PROCESIE EKSPLOATACJI

Smar do śrub trapezowych - 50g

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POLIAMIDU PA6 I MODARU

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI 1) z dnia 22 stycznia 2009 r. w sprawie wymagań jakościowych dla biopaliw ciekłych 2)

WPŁYW DODATKU MODYFIKUJĄCEGO AR NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE EKOLOGICZNYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH

SurTec 619 fosforanowanie cynkowe

HydraWay EE. Nowa generacja efektywnego energetycznie płynu hydraulicznego

BADANIA WPŁYWU PREPARATU EKSPLOATACYJNEGO O DZIAŁANIU CHEMICZNYM NA WŁASNOŚCI SMARNE OLEJU OBIEGOWEGO STOSOWANEGO W SILNIKACH OKRĘTOWYCH

Zatwierdzam do stosowania od dnia

Oleje hydrauliczne obsługa układów hydraulicznych

BADANIE STABILNOŚCI WŁAŚCIWOŚCI INHIBITOWANYCH KOMPOZYCJI OLEJOWYCH PO TESTACH PRZYSPIESZONEGO UTLENIANIA

OCENA ODDZIAŁYWAŃ POMIĘDZY EKOLOGICZNYM DODATKIEM SMARNYM I DODATKAMI PRZECIWUTLENIAJĄCYMI W SYNTETYCZNEJ BAZIE OLEJOWEJ

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH BRĄZU CuSn12Ni2

Transkrypt:

BARBARA ŻMUDZIŃSKA-ŻUREK, MAGDALENA ŻÓŁTY * BADANIE WPŁYWU CHARAKTERU BAZY OLEJOWEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SMARÓW LITOWYCH INFLUENCE OF BASE OILS CHARACTER ON LITHIUM GREASES PROPERTIES Streszczenie Abstract W artykule wytworzono smary litowe i kompleksowe litowe z udziałem różnych baz olejowych: naftenowej T 110, parafinowej SAE 30/95, parafinowej z dodatkiem aromatów SN 500, syntetycznej SYN 10. Określono efektywność zagęszczania w stosunku do baz olejowych mydłem litowym kwasu 12-hydroksystearynowego oraz kompleksowym mydłem litowym, do wytworzenia którego użyto kwas 12-hydroksystearynowy oraz kwas azelainowy. Zbadano wpływ stosunku masowego kwasów 12-hydroksystearynowego do azelainowego w zagęszczaczu kompleksowym litowym na efekt zagęszczający bazy olejowej. Określono wpływ ilości kompleksowego zagęszczacza na penetrację i temperaturę kroplenia. Przeprowadzono badania stabilności mechanicznej, stabilności strukturalnej oraz działania korodującego wybranych smarów litowych i kompleksowych litowych. Słowa kluczowe: smar litowy, smar kompleksowy litowy, baza olejowa In this paper investigation the conventional and complex lithium greases were prepared with the fallowing base oils: naphthenic T 110, paraffinic SAE 30/95, paraffinic with addition of aromates SN 500, synthetic SYN 10. There was determined capacity of saponification process with lithium 12-hydroxystearate salt on base oils. The influence of ratio of 12-hydroxystearic acid to azelaic acid in complex lithium soap on base oil saponification effect was studied. The influence of content complex lithium thickener on penetration and dropping point was determined. The researches included also mechanical and structural stability, corrosion effect of some conventional and complex greases. Keywords: lithium grease, complex lithium grease, base oil * Dr Barbara Żmudzińska-Żurek, mgr inż. Magdalena Żółty, Instytut Chemii i Technologii Organicznej, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska.

300 1. Wstęp Smary litowe stanowią dominującą grupę smarów plastycznych. Są to smary wielozadaniowe i często określane są jako uniwersalne, ponieważ znajdują szerokie zastosowanie w różnych skojarzeniach trących. Mogą być stosowane w szerokim zakresie temperatur, wykazują dobre właściwości ochrony smarowanych powierzchni przed korozją, dobrą odporność mechaniczną oraz odporność na działanie wody. Do produkcji smarów litowych na szeroką skalę stosuje się kwas 12-hydroksystearynowy. Smary zagęszczane 12-hydroksystearnianem są odporne na utlenienie oraz ścinanie [1]. Właściwości smarów litowych zależą w dużym stopniu od charakteru bazy olejowej, która jest ich głównym składnikiem. Do wytworzenia smarów litowych mogą być stosowane oleje pochodzenia mineralnego, oleje syntetyczne oraz roślinne. Na znaczeniu zyskują również oleje niekonwencjonalne, których produkcja pozwala w pełni wykorzystać wszystkie cenne składniki przerabianej ropy naftowej. Niektóre oleje syntetyczne, jak również oleje roślinne, charakteryzują się dużą zdolnością do biodegradacji oraz nietoksycznością produktów odpadowych, co ma wpływ na ochronę środowiska. Podstawowymi parametrami określającymi przydatność oleju do produkcji smarów są: lepkość i wskaźnik lepkości, własności reologiczne w niskich temperaturach, temperatura zapłonu, własności smarne i zdolność do ochrony antykorozyjnej [2]. Lepkość bazy olejowej powinna być zbliżona do lepkości oleju, którym należałoby dany węzeł tarcia smarować, gdyby miał być smarowany olejem [3]. Za optymalne do produkcji smarów litowych należy przyjąć oleje mineralnego o wysokim wskaźniku lepkości, dobrej odporności na utlenianie, niskiej temperaturze krzepnięcia i wysokiej temperaturze zapłonu. Odpowiednio niska temperatura krzepnięcia bazy olejowej zapewnia dobrą pracę urządzenia w pobliżu dolnej granicy stosowania smaru. Odpowiednio wysoki stopień rafinacji oleju zapewnia dobrą odporność smaru na utlenianie i jego podatność na działanie inhibitorów utleniania, co jest szczególnie ważne dla smarów do łożysk tocznych. Temperatura zapłonu bazy olejowej określa możliwość odparowania oleju ze smaru i przygotowania smaru w wysokich temperaturach [2]. Właściwości mineralnych baz olejowych są związane z ich składem. Oleje te zawierają trzy zasadnicze grupy węglowodorów: parafiny, nafteny i aromaty. Spośród węglowodorów parafinowych izo-parafiny są pożądane z powodu ich doskonałej odporności na utlenianie, niskiej lotności i dobrej charakterystyce lepkościowej. Węglowodory n-parafinowe także posiadają dobrą odporność na utlenianie i niską lotność, ale wykazują bardzo słabe własności niskotemperaturowe [4]. Aromaty, jako składnik baz olejowych, są pożądane ze względu na ich zdolność do rozpuszczania dodatków i zanieczyszczeń, jednak nie są odporne na utlenianie i charakteryzują się zbyt wysoką lotnością. Im bardziej aromatyczny jest charakter bazy olejowej, tym mniej mydła trzeba wprowadzić, aby uzyskać większą wydajność smaru [5]. Nafteny wykazują zarówno dobrą odporność na starzenie, jak i odpowiednie własności niskotemperaturowe. Siarka i azot są często obecne w mineralnych bazach olejowych, ponieważ wchodzą w skład związków heterocyklicznych. Siarka może polepszać odporność baz olejowych na utlenianie, ale równocześnie przyczynia się do powstawania osadów i niestabilności koloru, związki azotu wspomagają utlenianie i tworzenie się osadów [4]. Wzrost wymagań stawianych smarom litowym zarówno pod względem ich właściwości użytkowych, jak też ochrony środowiska spowodował wprowadzenie w coraz szerszym zakresie syntetycznych baz olejowych [6].

301 W charakterze olejów syntetycznych stosuje się poli-α-olefiny, a także różnego rodzaju ciecze silikonowe, polialkilenoglikole, złożone estry kwasów dikarboksylowych (np. kwasu adypinowego, sebacynowego) i wyższych alkoholi C 6+, ciecze fluoro-, chloro- i krzemowęglowe, a także inne produkty syntezy organicznej (np. alkilobenzeny). Syntetyczne bazy olejowe do smarów charakteryzują się zazwyczaj wysokimi wskaźnikami lepkości, bardzo niską temperaturą krzepnięcia, niską prężnością par oraz stosunkowo wysoką temperaturą zapłonu (niejednokrotnie są to substancje niepalne). Smary uzyskane w oparciu o syntetyczne oleje stosuje się do smarowania mechanizmów specjalnych urządzeń aparatury [2]. Syntetyczne oleje są stosowne w takich warunkach, gdzie oleje mineralne już się nie nadają ze względu na występujące czynniki (np. ekstremalnie wysokie lub niskie temperatury, wysokie ciśnienia) lub nie są w stanie spełnić innych wymagań (np. niska odparowywalność). Powinny być stosowane wtedy, gdy są one w stanie zapobiec awariom lub zaburzeniom ruchu maszyn, krótkotrwałym okresom używalności oleju, powstawaniu ryzykownych stanów bezpieczeństwa, tak by ich zastosowanie pomimo wysokiej ceny było rozwiązaniem ekonomicznym [7]. Oprócz szeregu zalet olejów syntetycznych w porównaniu z olejami mineralnymi w odniesieniu do właściwości lepkościowo-temperaturowych, smarnościowych, zdolności do biodegradacji, posiadają również wady w zakresie innych własności np. stabilności oksydacyjnej [8]. W charakterze baz olejowych smarów litowych można stosować również oleje roślinne, głównie rzepakowy, sojowy, słonecznikowy [8]. Zaletą olejów roślinnych jest wysoka biodegradowalność, rzędu 95% oraz niska toksyczność. Ponadto charakteryzują się wysokim wskaźnikiem lepkości ( 200), dobrą smarownością, wysoką temperaturą zapłonu, kompatybilnością z dodatkami i olejem mineralnym oraz umiarkowanym kosztem [9,10]. Wadą natomiast jest słaba odporność termooksydacyjna, wynikająca z obecności glicerydów polinienasyconych kwasów tłuszczowych oraz niska temperatura pracy, którą można podwyższyć, wprowadzając w miejsce oleju roślinnego, syntetyczny olej estrowy [11, 12]. Celem pracy było określenie wpływu charakteru chemicznego baz olejowych na podstawowe właściwości smarów litowych. 2. Część doświadczalna 2.1. Charakterystyka składników smarów litowych W charakterze bazy olejowej użyto: olej podstawowy T 110 produkcji firmy NYNAS, olej podstawowy SN 500 produkcji firmy SEMI, olej podstawowy SAE 30/95 produkcji firmy STATOIL, otrzymane z zachowawczej przeróbki ropy naftowej, selektywnie rafinowane furfurolem, odparafinowane metodą rozpuszczalnikową, a następnie poddane rafinacji wodorem, olej podstawowy SPECTRASYN 10 (poli-α-olefinowy), produkcji firmy EXXON MO- BIL Oil Corporation-Synthetics, otrzymany w wyniku oligomeryzacji decenu-1. Właściwości baz olejowych przedstawiono w tabeli 1.

302 Tabela 1 Właściwości baz olejowych Właściwości Jednostka miary Baza olejowa T 110 SAE 30/95 SN 500 SYN 10 Numer normy Charakter bazy naftenowa parafinowa parafinowa z dodatkiem aromatów syntetyczna BN-64/0530-05 Barwa żółty jasny żółty ciemny brąz bezbarwny PN-80/C-04034 Gęstość w : 15 C 20 C g/ml 0,9162 0,9160 0,8760 0,9134 0,9250 0,8796 0,8370 0,8277 PN-EN ISO 3838:2005(U) Lepkość kinematyczna w: 40 C 100 C mm 2 /s 120,0 9,1 87,7 10,1 133,9 10,9 69,6 10,33 PN-81/C-04011 Wskaźnik lepkości 11 95 48 125 PN-79/C-04013 Punkt anilinowy C 86 112 64 PN-82/C-04028 Temperatura zapłonu C 209 252 215 259 PN-82/C-04008 Temperatura krzepnięcia C 24 9 9 50 ISO 3016/ASTM D97 Liczba kwasowa mgkoh/g <0,01 0,01 0,3 0,01 PN-88/C-04049 Zawartość siarki %m/m 0,01 0,06 0,03 ISO 14596

303 W charakterze zagęszczacza zastosowano mydła litowe kwasu 12-hydroksystearynowego i litowe mydła kompleksowe, do wytworzenia których użyto kwas 12-hydroksystearynowy oraz kwas azelainowy. 2.2. Wytwarzanie smarów oraz zastosowane metody badawcze Próbki smarów wytwarzano w laboratoryjnym reaktorze otwartym o pojemności 500 cm 3, zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne z płynną regulacją obrotów. Smary litowe Do reaktora wprowadzono 1/3 całkowitej ilości oleju, podgrzewano do 80 C przy ciągłym mieszaniu i w tej temperaturze wprowadzono kwas 12-KHS. Mieszając zawartość reaktora, podgrzewano do temperatury ok. 100 C w celu rozpuszczenia kwasu. Następnie mieszaninę chłodzono do 80 C i wprowadzano porcjami wodorotlenek litu w postaci wodnej zawiesiny (na 1 część wodorotlenku litu przypada 1,5 części wody). Po zakończeniu dozowania wodorotlenku litu zawartość reaktora mieszano przez 60 minut. Po tym czasie stopniowo podgrzewano mieszaninę do 210 C i utrzymywano w tej temperaturze przez 15 minut. Następnie do reaktora dodawano pozostałą część oleju, podgrzaną uprzednio do temperatury 100 C i ogrzewano jeszcze przez kolejne 15 minut, po czym smar stopniowo chłodzono przy ciągłym mieszaniu. Kompleksowe smary litowe Do reaktora wprowadzono 2/3 całkowitej ilości oleju, podgrzewano do 70 C przy ciągłym mieszaniu. W tej temperaturze wprowadzono kwas 12-KHS, a po jego rozpuszczeniu, dodano w temperaturze 85 C kwas azelainowy. Mieszając zawartość reaktora, podgrzewano do temperatury ok. 100 C w celu rozpuszczenia kwasu. Następnie mieszaninę chłodzono do 80 C i wprowadzano porcjami wodorotlenek litu w postaci wodnej zawiesiny (na 1 część wodorotlenku litu przypada 1,5 części wody). Po zakończeniu dozowania wodorotlenku litu, zawartość reaktora mieszano przez 30 minut. Po tym czasie stopniowo podgrzewano mieszaninę do 150 C w celu odparowania wody. Następnie w temperaturze 150 C dodawano pozostałą część oleju podgrzaną uprzednio do temperatury 100 C i szybko podnoszono temperaturę do 180 C, utrzymując przez kolejne 15 minut, po czym smar stopniowo chłodzono przy ciągłym mieszaniu. Wytworzone smary w następnym dniu homogenizowano w egalizatorze typu Fryma, produkcji szwajcarskiej firmy Uhlman A.G., stosując szczelinę 0,2 mm. Oznaczano następujące właściwości wytworzonych smarów: penetrację wg PN-84/C-04134, temperaturę kroplenia wg PN-84/C-04139, stabilność mechaniczną wg PN-62/C-04144, stabilność strukturalną wg BN-69/0536-11, działanie korodujące wg PN-75/C-05124. Badanie penetracji polega na zmierzeniu głębokości na jaką zanurza się w ciągu 5 sekund znormalizowany stożek mikropenetrometru w ściśle określonych warunkach, a następnie przeliczeniu mikropenetracji na penetrację według cytowanego przez tą normę wzoru.

304 Badanie temperatury kroplenia polega na zmierzeniu temperatury, w której wydziela się pierwsza kropla smaru w znormalizowanych warunkach. Badanie stabilności mechanicznej polega na zmierzeniu zmian konsystencji smaru pod wpływem sił ścinających, działających przy wałkowaniu smaru w aparacie Rolling Tester, produkcji Stanhope Seta w temperaturze 60 C przez 4 godziny. Badanie stabilności strukturalnej polega na określeniu ilości wydzielonego ze smaru oleju, podczas ogrzewania w termostacie, w temperaturze 100 C w ciagu 30 godzin. Badanie działania korodującego prowadzi się na płytkach miedzianych pokrytych cienką warstwą smaru, umieszczonych w 100 C przez 3 godziny. Następnie dokonuje się wizualnej oceny płytek w oparciu o skalę ASTM-130. 3. Opracowanie wyników badań 3.1. Badanie wpływu rodzaju bazy olejowej na konsystencję smarów Wytworzono próbki smarów z udziałem mineralnych baz olejowych oraz jednakowej ilości zagęszczacza litowego, która wynosiła odpowiednio dla smarów prostych 8% m/m, dla smarów kompleksowych 17,5% m/m, przy czym stosunek 12-KHS do kwasu azelainowego był stały i wynosił 2,5:1. Wytworzone smary poddano badaniom w zakresie podstawowych parametrów, tj. penetracji i temperatury kroplenia, a wyniki przedstawiono na rysunkach 1 4. Rys. 1. Wpływ rodzaju mineralnej bazy olejowej na konsystencję smarów litowych Fig. 1. Influence of mineral base oils type on lithium greases consistency

305 Rys. 2. Wpływ rodzaju mineralnej bazy olejowej na temperaturę kroplenia smarów litowych Fig. 2. Influence of mineral base oils type on lithium greases dropping point Rys. 3. Wpływ rodzaju bazy olejowej na konsystencję smarów litowych kompleksowych Fig. 3. Influence of base oils type on lithium complex greases consistency

306 Rys. 4. Wpływ rodzaju bazy olejowej na temperaturę kroplenia smarów litowych kompleksowych Fig. 4. Influence of base oils type on lithium complex greases dropping point 3.2. Badanie wpływu stosunku masowego użytych kwasów w zagęszczaczu na efekt zagęszczania bazy olejowej Wytworzono próbki smarów, w których ilość zagęszczacza była stała i wynosiła 17,5%, a zmieniał się stosunek masowy kwasu 12-hydroksystearynowego do azelainowego. Smary te poddano badaniom w zakresie penetracji i temperatury kroplenia, a wyniki przedstawiono na rysunkach 5 i 6. Rys. 5. Wpływ stosunku masowego kwasu 12-KHS do azelainowego na konsystencję smarów kompleksowych Fig. 5. Influence of mass ratio of 12-OHSt acid to azelaic acid on lithium complex greases consistency

3.3. Badanie wpływu ilości zagęszczacza na efekt zagęszczania bazy olejowej 307 Z udziałem wszystkich baz olejowych oraz różnych ilości zagęszczacza wytworzono próbki smarów przy założeniu, że penetracja smarów będzie odpowiadała 2 i 3 klasie konsystencji. W przypadku smarów kompleksowych, stosunek masowy kwasu 12-KHS do kwasu azelainowego użytych w zagęszczaczu był stały i wynosił 2,5:1. Smary te poddano badaniom w zakresie penetracji i temperatury kroplenia. Wyniki badań przedstawiono na rysunkach 7 10. Rys. 6. Wpływ stosunku masowego kwasu 12-KHS do azelainowego na temperaturę kroplenia smarów kompleksowych Fig. 6. Influence of mass ratio of 12-OHSt acid to azelaic acid on lithium complex greases dropping point Rys. 7. Wpływ ilości zagęszczacza na konsystencję smarów litowych Fig. 7. Influence of thickener amount on lithium greases consistency

308 Rys. 8. Wpływ ilości zagęszczacza na temperaturę kroplenia smarów litowych Fig. 8. Influence of thickener amount on lithium greases dropping point Rys. 9. Wpływ ilości zagęszczacza, przy stosunku masowym kwasu 12-KHS do azelainowego 2,5:1 na konsystencję smarów kompleksowych Fig. 9. Influence of thickener amount on lithium complex greases consistency by mass ratio of 12-OHSt acid to azelaic acid come to 2,5:1

309 Rys. 10. Wpływ ilości zagęszczacza, przy stosunku masowym kwasu 12-KHS do azelainowego 2,5:1 na temperaturę kroplenia smarów kompleksowych Fig. 10. Influence of thickener amount on lithium complex greases dropping point by mass ratio of 12-OHSt acid to azelaic acid come to 2,5:1 3.4. Badanie właściwości fizykochemicznych wybranych smarów litowych Badaniom poddano smary, których penetracja mieściła się w 2 klasie konsystencji, tj. 260 300 jednostek, wytworzone z udziałem zastosowanych w pracy baz olejowych i minimalnej ilości zagęszczacza. W przypadku smarów kompleksowych stosunek masowy kwasu 12-KHS do azelainowego w zagęszczaczu był stały i wynosił 2,5:1. Wyniki badań zostały przedstawione w tabeli 2. Tabela 2 Właściwości wybranych smarów litowych i kompleksowych smarów litowych Rodzaj bazy olejowej Właściwości T110 SAE 30/95 SN 500 SYN 10 Smar litowy Ilość zagęszczacza [%m/m] 5 10 6 17 Stabilność mechaniczna [%] 20,2 14,3 30,8 5,1 Ilość wydzielonego oleju [%m/m] 13,5 12,2 17,1 12,7 Działanie korodujące 1b 1b 1a 1b

310 cd. tab. 2 Kompleksowy smar litowy Ilość zagęszczacza [%m/m] 9,5 12,5 10,5 18,5 Stabilność mechaniczna [%] 14,6 7,9 9,3 7,9 Ilość wydzielonego oleju [%m/m] 6,1 6,0 5,4 4,1 Działanie korodujące 1a 1b 1b 1a 1a lekkie zmatowienie; 1b lekkie zmatowienie 4. Wnioski Na podstawie wyników przeprowadzonych badań stwierdzono, że najwyższą podatność na zagęszczanie mydłem litowym kwasu 12-KHS wykazuje olej o charakterze naftenowym T 110, z kolei najniższą olej syntetyczny SYN 10. Wytworzenie smarów w klasie konsystencji 2, w przypadku bazy naftenowej T 110 wymaga użycia tylko 5 6% m/m zagęszczacza. Dla parafinowej bazy SN 500, która zawiera dodatek aromatów, ilość zagęszczacza jest nieco większa i wynosi 5 8% m/m. Największej ilości zagęszczacza, tj. 17 20% m/m, trzeba użyć w przypadku syntetycznej bazy SYN 10. Najwyższymi temperaturami kroplenia charakteryzują się smary wytworzone na bazie syntetycznej. Smary wytworzone z udziałem olejów mineralnych posiadają nieco niższe temperatury kroplenia, przy czym w przypadku zastosowania oleju typu naftenowego oraz parafinowego z dodatkiem aromatów wartość ta jest podobna, rzędu 180 C. Smary wytworzone przy użyciu oleju parafinowego SAE 30/95 charakteryzują się najniższymi wartościami temperatur kroplenia, ok. 170 C. Wzrost ilości zagęszczacza w smarze powoduje spadek wartości penetracji wytworzonych smarów oraz wzrost ich temperatury kroplenia. Porównanie właściwości smarów litowych wytworzonych przy użyciu różnych baz olejowych wykazało, że smar wytworzony na SYN 10 charakteryzuje się doskonałą stabilnością mechaniczną oraz bardzo dobrą stabilnością strukturalną. Spośród mineralnych baz olejowych, smar wytworzony z udziałem oleju parafinowego wykazuje najmniejszą tendencję do wydzielania oleju oraz najlepszą stabilność mechaniczną. Żaden z wytworzonych smarów nie wykazuje korozji płytek miedzianych. Zdolność zagęszczająca kompleksowych mydeł wzrasta wraz ze wzrostem udziału kwasu 12-KHS do kwasu azelainowego w zagęszczaczu. Ze względu na wartości podstawowych parametrów, tj. penetracji i temperatury kroplenia za optymalny stosunek kwasu 12-KHS do kwasu azelainowego w zagęszczaczu przyjęto 2,5:1. Przy tym stosunku składników zagęszczacza, najwyższą podatność na zagęszczanie wykazuje olej naftenowyi parafinowy z dodatkiem aromatów, najmniejszą olej syntetyczny. Podobnie jak w smarach prostych największą podatność na zagęszczanie wykazują bazy T 110 i SN 500. W celu zagęszczenia bazy T 110 oraz SN 500 użyto odpowiednio 9,5 11,5 oraz 8,5 12,5% m/m zagęszczacza, a bazy syntetycznej SYN 10 użyto 18,8% m/m.

311 Kompleksowe smary litowe charakteryzują się zdecydowanie wyższą temperaturą kroplenia w porównaniu do temperatury kroplenia smarów litowych. Najwyższe temperatury kroplenia wykazują smary wytwarzane z udziałem oleju syntetycznego PAO, a z grupy olejów mineralnych, oleju naftenowego T 110. Skłonność do wydzielania oleju pod wpływem temperatury jest najniższa dla smarów wytworzonych na bazie oleju syntetycznego i wynosi 4,1% m/m, dla pozostałych olejów ok. 6% m/m. Najlepszą stabilnością mechaniczną charakteryzują się smary na bazie naftenowej, najgorszą na bazie parafinowej z dodatkiem aromatów. Olej typu naftenowego posiada bardzo dobrą podatność na zagęszczanie mydłami litowymi. Smary na bazie oleju naftenowego charakteryzują wysokie temperatury kroplenia, dobra stabilność strukturalna oraz niezbyt wysoka stabilność mechaniczna. Olej typu parafinowego posiada najgorszą spośród mineralnych olejów bazowych podatność na zagęszczanie mydłami litowymi. Smary na bazie oleju parafinowego wykazują wysokie temperatury kroplenia oraz bardzo dobrą stabilność strukturalną i mechaniczną. Olej typu parafinowego z dodatkiem aromatów ma porównywalną do oleju naftenowego podatność na zagęszczanie mydłami litowymi. Smary na bazie oleju parafinowego z dodatkiem aromatów posiadają wysokie temperatury kroplenia, porównywalne do temperatur kroplenia smarów na bazie naftenowej. Smary te charakteryzują się słabą stabilnością strukturalną i mechaniczną. Olej typu syntetycznego posiada najgorszą spośród zastosowanych olejów podatność na zagęszczanie. W zakresie takich właściwości jak temperatura kroplenia, stabilność mechaniczna, skłonność do wydzielania oleju, smary charakteryzują się wyższą jakością w stosunku do smarów na bazie olejów mineralnych. Literatura [1] C z a r n y R., Smary plastyczne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004. [2] Praca zbiorowa po redakcją Żmudzińska-Żurek B., Chemia i technologia ropy naftowej w laboratorium, Wydawnictwo PK, 1987. [3] P o d n i a ł o A., Paliwa, oleje i smary w eksploatacji, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2002. [4] D e c k a m n D.E., L o u i s J.R., M u r p h y W.R., Base Stock: The Real Story, Hart s Lubricants World, 1997, 7, 46-50. [5] B e r e t S., Impact of base Oil Changes on grease Performance, NLGI Spokesman, 1993, 9, 12-18. [6] S z a ł a j k o U., F i s z e r S., Stabilność oksydacyjna mineralnych, syntetycznych i roślinnych olejów smarowych, Nafta-Gaz, 1998, 9, 373-379. [7] B u c z y ń s k i P., Syntetyczne środki smarowe (część 1), Paliwa, oleje i smary w eksploatacji, 2002, 4, 15-18. [8] S t e m p f e l E.M., S c h m i t L.A., Biodegradable Lubricating Greases, NLGI Spokesman, 1991, 8, 313-321.

312 [9] S z a ł a j k o U., F i s z e r S., N i e m e c P., K l o m f a s J., Kompozycje olejów roślinnych i produktów ich epoksydacji jako środki smarowe, Nafta-Gaz, 2004, 12, 653-658. [10] F i s z e r S., S z a ł a j k o U., Oleje roślinne jako substraty środków smarowych pochodzenia naftowego, Nafta-Gaz, 2000, 3, 181-188. [11] Z a j e z i e r s k a A., S t e i n m e c F., T r z a s k a E., Badania nadwytwarzaniem biodegradowalnych smarów plastycznych, Nafta-Gaz, 1995, 12, 506-512. [12] S t e m p f e l E.M., Practical Experience with Highly Biodegradable Lubricants, Especially Hydraulic oils and Lubricating Greases, NLGI Spokesman, 1998, 4, 8-23.