Smøremidler med nanopartikelforbedrede funktionaliteter

Smøreolier kan have stor gavn af nanoadditiver, som hjælper med at reducere friktion og slid. Det er dog afgørende, at nanoadditiver som nanopartikler, grafenmonolag eller kerneskal-nanosfærer er ensartet og enkeltdispergeret i smøremidlet. Ultralyd dispersion er blevet bevist som pålidelig og effektiv blanding metode, giver homogen nanopartikel fordeling og forebyggelse aggregering.

Hvordan spredes nanoadditiver i smørevæsker? – Med ultralyd!

Brug af nanoadditiver i smøremidler betragtes som en af de mest effektive metoder til forbedring af tribologiske egenskaber, der reducerer friktion og slid. En sådan tribologisk forbedring forbedrer i høj grad energibesparelse, emissionsreduktion og derved sænker miljøpåvirkningen.
Udfordringen ved nanoforbedrede smøremidler ligger i blandingen: Nanomaterialer som nanopartikler eller krystallinsk nanocellulose kræver fokuserede højforskydningsblandere, der spredes og adskiller nanomaterialerne ensartet i enkeltpartikler. Oprettelse af unikke energitætte felter, ultralydbehandling ved hjælp af ultralydssonder med høj effekt har vist sig overlegen i nanomaterialebehandling og er derved den etablerede metode til nanodispersioner.
Ultralyd dispergeringsmiddel kan bruges i batch og kontinuerlig flow mode til blanding nanofillers i varishes.Molseh et al. (2009) viste, at dispersionsstabiliteten af tre forskellige nanopartikler (molybdændisulfid (MoS2), wolframdisulfid (WS2) og sekskantet bornitrid (hBN)) i CIMFLO 20 med ultralydsbehandling var bedre end det med mekanisk omrystning og omrøring. Da ultralydkavitation skaber unikke energitætte forhold, sonde-type ultralydbehandling udmærker konventionelle dispersionsteknikker i effektivitet og effektivitet.
Nanopartikler egenskaber som størrelse, form og koncentration påvirker deres tribologiske egenskaber. Mens ideel nanostørrelse varierer i afhængighed af materialet, viser de fleste nanopartikler de højeste funktionaliteter i området fra ti til hundrede nanometer. Ideel koncentration af nanoadditiver i smøreolie er for det meste mellem 0, 1-5, 0% .
Oxidnanopartikler som Al2O3, CuO eller ZnO anvendes i vid udstrækning som nanopartikler, der forbedrer smøremidlernes tribologiske ydeevne. Andre tilsætningsstoffer omfatter askefri additiver, ioniske væsker, boratestere, uorganiske nanomaterialer, kulstofafledte nanostrukturer som kulstofnanorør (CNT'er), grafit og grafen. Specifikke additiver anvendes for at forbedre specifikke egenskaber af smøreolier. For eksempel indeholder slidforebyggende smøremidler ekstreme trykadditiver såsom molybdændisulfid, grafit, svovlsyrede olefiner og dialkyldithiocarbamatkomplekser eller antislidadditiver såsom triarylphosphater og zink dialkyldithiophosphat.
Ultralydsonde-type homogenisatorer er pålidelige blandere og anvendes til formulering af højtydende smøremidler. Kendt som overlegen, når det kommer til fremstilling af suspensioner i nanostørrelse, er sonikering yderst effektiv til industriel fremstilling af smøreolier.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Højtydende ultralydapparater er pålidelige og yderst effektive inline blandingssystemer til fremstilling af nanosmøremidler.

Industrielt ultralydblandingssystem til spredning af nanopartikler med høj kapacitet i smøreolier.

Videoen viser ultralydsblanding og dispergering af grafit i 250 ml epoxyharpiks (Toolcraft L) ved hjælp af en ultralydshomogenisator (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics gør udstyr til at sprede grafit, grafen, carbon-nanorør, nanotråde eller fyldstoffer i laboratoriet eller i store mængder produktionsprocesser. Typiske anvendelser er dispergering af nanomaterialer og mikromaterialer under funktionaliseringsprocessen eller til dispergering i harpikser eller polymerer.

Bland epoxyharpiks med grafitfyldstof ved hjælp af ultralydshomogenisator UP400St (400 watt)

Ultralyd smøring Fremstilling

  • forbedret tribologisk ydeevne
  • ensartet inkorporering af nanoadditiver
  • vegetabilske oliebaserede smøremidler
  • Forberedelse af Tribofilm
  • metalplader, der danner væsker
  • nanofluider for forbedret køleeffektivitet
  • ioniske væsker i vandig eller oliebaseret glidecreme
  • broaching væsker
Aluminiumoxid spredes i smøremidler ved hjælp af power-ultralydbehandling.

Ultralyddispersion af aluminiumoxid (Al2O3) resulterer i en betydelig partikelstørrelsesreduktion og ensartet dispersion.

Fremstilling af smøremidler med nanoadditiver

Til fremstilling af nanoforstærkede smøreolier er tilstrækkeligt nanomateriale og en kraftfuld, effektiv spredningsteknik afgørende. Uden pålidelig og langsigtet stabil nanodispersion kan der ikke fremstilles et højtydende smøremiddel.
Ultralydblanding og dispergering er en etableret metode til fremstilling af højtydende smøremidler. Smøremidlernes basisolie er forstærket med additiver såsom nanomaterialer, polymerer, korrosionsinhibitorer, antioxidanter og andre fine aggregater. Ultralydforskydningskræfter er yderst effektive til at give en meget fin partikelstørrelsesfordeling. Ultralyd (sonomekaniske) kræfter er i stand til at fræse selv primære partikler og anvendes til at funktionalisere partikler, så de resulterende nanopartikler tilbyder overlegne egenskaber (f.eks. Overflademodifikation, kerneskal NP'er, doterede NP'er).
Ultralyd højforskydningsblandere kan i høj grad hjælpe med at fremstille højtydende smøremidler effektivt!

Ultralydsdispergering er yderst effektiv til distribution af nanoadditiver såsom nanopartikler, korrosionsmidler og anti-slidbeskyttende additiver i smøreolier.

Olie blandes med zink dialkyldithiophosphat (ZDDP) og overflademodificerede PTFE nanopartikler (PHGM) efter ultralydsdispersion.
(Undersøgelse og billede: Sharma et al., 2017)

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Nye nanoadditiver i smøreolier

Nye additiver i nanostørrelse udvikles for yderligere at forbedre funktionaliteten og ydeevnen af smøreolier og fedtstoffer. For eksempel er cellulose nanokrystaller (CNC'er) undersøgt og testet for formulering af grønne smøremidler. Zakani et al. (2022) demonstrerede, at – i sammenligning med unsonicated smøresuspensioner – sonikerede CNC-smøremidler kan reducere COF (friktionskoefficient) og slid med henholdsvis næsten 25 og 30%. Resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at ultralydbehandling kan forbedre smøreevnen af CNC vandige suspensioner betydeligt.

Højtydende ultralydsdispergeringsmidler til fremstilling af smøremiddel

Når nano-addititiver anvendes i industrielle fremstillingsprocesser såsom produktion af smøreolier, er det afgørende, at tørt pulver (dvs. nanomaterialer) blandes homogent i en flydende fase (smøreolie). Nano-partikeldispersion kræver en pålidelig og effektiv blandingsteknik, som anvender nok energi til at bryde agglomerater for at frigøre kvaliteterne af nanoskala partikler. Ultralydapparater er velkendte som kraftfulde og pålidelige dispergeringsmidler, der derfor bruges til at deagglomerere og distribuere forskellige materialer såsom aluminiumoxid, nanorør, grafen, mineraler og mange andre materialer homogent i en flydende fase såsom mineralske, syntetiske eller vegetabilske olier. Hielscher Ultrasonics designer, fremstiller og distribuerer højtydende ultralydsdispergeringsmidler til enhver form for homogenisering og deagglomerering applikationer.
Kontakt os nu for at lære mere om ultralydsdispersion af nanoadditiver i smøremidler!

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
15 til 150L 3 til 15 liter/min UIP6000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.



Ultralyd dispergeret PTFE nanolubricant viser god stabilitet efter sonikering behandling.

PTFE nanosmøremidler efter 7 dages forberedelse (A: baseolie, B: PTFE nanosmøremiddel med 1 timers ultralydbehandling, C: PTFE nanosmøremiddel med 30 min. ultralydbehandling).
(Undersøgelse og billede: © Kumar et al., 2013)

Ultralydbehandling producerer ensartet fordelt og meget stabile aluminiumnanopartikler i smøreolier.

Effekt af ultralydbehandling på dispersionsstabiliteten af Al2O3 i smøremidler.
(Undersøgelse og grafik: © Sharif et al., 2017)

Fakta Værd at vide

Hvad er smøremidler?

Den vigtigste anvendelse af smøremidler eller smøreolier er at reducere friktion og slid fra mekanisk kontakt samt varme. Afhængigt af deres anvendelse og sammensætning er smøremidler opdelt i motorolier, transmissionsvæsker, hydrauliske væsker, gearolier og industrielle smøremidler.
Derfor anvendes smøremidler i vid udstrækning i motorkøretøjer såvel som i industrimaskiner. For at give god smøring indeholder smøreolier typisk 90% baseolie (for det meste oliefraktioner, dvs. mineralolier) og mindre end 10% additiver. Når mineralolier undgås, kan vegetabilske olier eller syntetiske væsker såsom hydrogenerede polyolefiner, estere, silikoner, fluorcarboner og mange andre bruges som alternative baseolier. Den vigtigste anvendelse af smøremidler er at reducere friktion og slid fra mekanisk kontakt samt at sænke friktionsvarme og energitab. Derfor anvendes smøremidler i vid udstrækning i motorkøretøjer såvel som i industrimaskiner.
Antioxidative stoffer såsom aminsyre ogphenoliske primære antioxidanter, naturlige syrer, peroxidnedbrydere og pyraziner forlænger smøremidlernes livscyklus ved at øge oxidativ resistens. Derved er baseolien beskyttet mod varmeforringelse, da termooxidativ nedbrydning sker i reduceret og forsinket form.

Smøremiddel Typer

Flydende smøremidler: Flydende smøremidler er generelt baseret på en type baseolie. Til denne base tilsættes ofte oftere stoffer for at forbedre funktionalitet og ydeevne. Typiske tilsætningsstoffer omfatter f.eks. vand, mineralolie, lanolin, vegetabilsk eller naturlig olie, nanoadditiver osv.
Størstedelen af smøremidler er væsker, og de kan klassificeres efter deres oprindelse i to grupper:

  1. Mineralolier: Mineralolier er smøreolier raffineret fra råolie.
  2. Syntetiske olier: Syntetiske olier er smøreolier, der fremstilles ved hjælp af forbindelser, der er kunstigt modificeret eller syntetiseret fra modificeret råolie.

Smøring af fedt er et fast eller halvfast smøremiddel, der består af et flydende smøremiddel, som fortykkes ved at sprede fortykningsmidler ind i det. For at producere smørefedt anvendes smøreolier som baseolier og er hovedingrediensen. Smørefedt indeholder ca. 70% til 80% smøreolie.

Penetrerende smøremidler og tørre smøremidler er yderligere typer, som hovedsagelig anvendes til nicheapplikationer.

Talrige typer nanopartikler er med succes blevet indarbejdet i smøremidler ved hjælp af ultralydsdispergeringsmidler.

Nanoadditiver som nævnt eksemplarisk ovenfor kan med succes blandes i smøremidler ved hjælp af ultralydsdispergeringsmidler.


 

Litteratur / Referencer


Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsprocessor over bench-top enheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.