Voiteluaineet, joissa on nanohiukkasparannetut toiminnot

Voiteluöljyt voivat hyötyä suuresti nanolisäaineista, jotka auttavat vähentämään kitkaa ja kulumista. On kuitenkin ratkaisevan tärkeää, että nanolisäaineet, kuten nanohiukkaset, grafeenin yksikerroksiset kerrokset tai ydinkuoren nanopallot, dispergoituvat tasaisesti ja yksisuuntaisesti voiteluaineeseen. Ultraäänidispersio on osoittautunut luotettavaksi ja tehokkaaksi sekoitusmenetelmäksi, joka tarjoaa homogeenisen nanohiukkasten jakautumisen ja estää aggregaation.

Kuinka hajottaa nano-lisäaineet voitelunesteisiin? – Ultraäänellä!

Nano-lisäaineiden käyttöä voiteluaineissa pidetään yhtenä tehokkaimmista menetelmistä tribologisten ominaisuuksien parantamiseksi, kitkan ja kulumisen vähentämiseksi. Tällainen tribologinen parannus parantaa huomattavasti energiansäästöä ja päästöjen vähentämistä ja vähentää siten ympäristövaikutuksia.
Nanoparanneltujen voiteluaineiden haaste piilee sekoittamisessa: Nanomateriaalit, kuten nanohiukkaset tai kiteinen nanoselluloosa, vaativat kohdennettuja leikkaavia sekoittimia, jotka hajottavat ja erottavat nanomateriaalit tasaisesti yksittäisiksi hiukkasiksi. Ainutlaatuisten energiatiheiden kenttien luominen, ultrasonication suuritehoisilla ultraääniantureilla on osoittautunut ylivoimaiseksi nanomateriaalien käsittelyssä ja on siten vakiintunut menetelmä nanodispersioille.
(2009) osoitti, että kolmen eri nanohiukkasen (molybdeenidisulfidi (MoS2), volframidisulfidi (WS2) ja kuusikulmainen boorinitridi (hBN)) dispersiostabiilisuus CIMFLO 20: ssa ultraäänikäsittelyllä oli parempi kuin mekaanisella ravistamisella ja sekoittamisella. Koska ultraäänikavitaatio luo ainutlaatuisia energiatiheitä olosuhteita, koetintyyppinen ultrasonication ylittää tavanomaiset dispersiotekniikat tehokkuudessa ja tehokkuudessa.
Nanohiukkasten ominaisuudet, kuten koko, muoto ja pitoisuus, vaikuttavat niiden tribologisiin ominaisuuksiin. Vaikka ihanteellinen nanokoko vaihtelee materiaalista riippuen, useimmilla nanohiukkasilla on korkeimmat toiminnot kymmenestä sataan nanometriin. Ihanteellinen nano-lisäaineiden pitoisuus voiteluöljyssä on enimmäkseen välillä 0,1–5,0%.
Oksidinanohiukkasia, kuten Al2O3, CuO tai ZnO, käytetään laajalti nanohiukkasina, jotka parantavat voiteluaineiden tribologista suorituskykyä. Muita lisäaineita ovat tuhkattomat lisäaineet, ioniset nesteet, boraattiesterit, epäorgaaniset nanomateriaalit, hiilestä peräisin olevat nanorakenteet, kuten hiilinanoputket (CNT), grafiitti ja grafeeni. Erityisiä lisäaineita käytetään voiteluöljyjen erityisominaisuuksien parantamiseksi. Esimerkiksi kulutusta ehkäisevät voiteluaineet sisältävät korkeapainelisäaineita, kuten molybdeenidisulfidia, grafiittia, rikkipitoisia olefiineja ja dialkyyliditiokarbamaattikomplekseja, tai kulumisenestoaineita, kuten triaryylifosfaatteja ja sinkkidialkyyliditiofosfaattia.
Ultraäänianturityyppiset homogenisaattorit ovat luotettavia sekoittimia ja niitä käytetään korkean suorituskyvyn voiteluaineiden formulointiin. Sonikaatio, joka tunnetaan ylivoimaisena nanokokoisten suspensioiden valmistuksessa, on erittäin tehokas voiteluöljyjen teollisessa valmistuksessa.

Alumiinioksidin (Al2O3) ultraäänidispersio johtaa merkittävään hiukkaskoon pienenemiseen ja tasaiseen dispersioon.

Voiteluaineiden valmistus nanolisäaineilla

Nanovahvistettujen voiteluöljyjen tuotannossa riittävä nanomateriaali sekä tehokas dispersiotekniikka ovat ratkaisevan tärkeitä. Ilman luotettavaa ja pitkäaikaista stabiilia nanodispersiota ei voida valmistaa korkean suorituskyvyn voiteluainetta.
Ultraäänisekoitus ja dispergointi on vakiintunut menetelmä korkean suorituskyvyn voiteluaineiden valmistamiseksi. Voiteluaineiden perusöljy on vahvistettu lisäaineilla, kuten nanomateriaaleilla, polymeereillä, korroosionestoaineilla, antioksidanteilla ja muilla hienoilla kiviaineksilla. Ultraäänileikkausvoimat ovat erittäin tehokkaita tarjoamaan erittäin hienon hiukkaskokojakauman. Ultraääni (sonomekaaniset) voimat kykenevät jyrsimään jopa primaarisia hiukkasia ja niitä käytetään funktionalisoimaan hiukkasia siten, että tuloksena olevilla nanohiukkasilla on erinomaiset ominaisuudet (esim. pinnan muokkaus, ydinkuoren NP: t, seostetut NP: t).
Ultraääni korkean leikkauksen sekoittimet voivat suuresti auttaa valmistamaan korkean suorituskyvyn voiteluaineita tehokkaasti!

Uudet nanolisäaineet voiteluöljyissä

Uusia nanokokoisia lisäaineita kehitetään parantamaan voiteluöljyjen ja -rasvojen toimintoja ja suorituskykyä entisestään. Esimerkiksi selluloosan nanokiteitä (CNC) tutkitaan ja testataan vihreiden voiteluaineiden formulaatiossa. Zakani et al. (2022) osoittivat, että – Verrattuna sonikoimattomiin voitelususpensioihin – Sonikoidut CNC-voiteluaineet voivat vähentää COF: ää (kitkakerroin) ja kulumista lähes 25 ja 30%. Tämän tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että ultrasonication-käsittely voi merkittävästi parantaa CNC-vesisuspensioiden voitelukykyä.

Korkean suorituskyvyn ultraäänidispergointilaitteet voiteluaineiden valmistukseen

Kun nanolisäaineita käytetään teollisissa valmistusprosesseissa, kuten voiteluöljyjen tuotannossa, on ratkaisevan tärkeää, että kuivat jauheet (eli nanomateriaalit) sekoitetaan homogeenisesti nestefaasiin (voiteluöljy). Nanohiukkasten dispersio vaatii luotettavan ja tehokkaan sekoitustekniikan, joka käyttää tarpeeksi energiaa agglomeraattien hajottamiseksi nanomittakaavan hiukkasten ominaisuuksien vapauttamiseksi. Ultrasonicators tunnetaan hyvin tehokkaina ja luotettavina dispergointiaineina, joten niitä käytetään deagglomeroitumaan ja jakamaan erilaisia materiaaleja, kuten alumiinioksidia, nanoputkia, grafeenia, mineraaleja ja monia muita materiaaleja homogeenisesti nestemäiseen faasiin, kuten mineraali-, synteettisiin tai kasviöljyihin. Hielscher Ultrasonics suunnittelee, valmistaa ja jakelee korkean suorituskyvyn ultraäänidispergointilaitteita kaikenlaisiin homogenisointi- ja deagglomeraatiosovelluksiin.
Ota yhteyttä nyt saadaksesi lisätietoja nano-lisäaineiden ultraäänidispersiosta voiteluaineissa!

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: