Pelumas dengan Fungsi yang Ditingkatkan Nanopartikel
Minyak pelumas dapat sangat diuntungkan dari aditif nano, yang membantu mengurangi gesekan dan keausan. Namun sangat penting, bahwa aditif nano seperti nanopartikel, monolayer graphene atau nanosfer cangkang inti secara seragam dan tersebar tunggal di pelumas. Dispersi ultrasonik telah terbukti sebagai metode pencampuran yang andal dan efisien, menyediakan distribusi nanopartikel homogen dan mencegah agregasi.
Bagaimana Cara Membubarkan Nano-Aditif dalam Cairan Pelumas? – Dengan Ultrasonics!
Menggunakan nano-aditif dalam pelumas dianggap sebagai salah satu metode paling efektif untuk meningkatkan karakteristik tribologis yang mengurangi gesekan dan keausan. Peningkatan tribologis tersebut sangat meningkatkan konservasi energi, pengurangan emisi, sehingga menurunkan dampak lingkungan.
Tantangan pelumas nano-ditingkatkan terletak pada pencampuran: Nanomaterial seperti nanopartikel atau kristalin nano selulosa membutuhkan mixer geser tinggi terfokus yang membubarkan dan menjerat bahan nano secara seragam menjadi partikel tunggal. Menciptakan medan padat energi yang unik, ultrasonication menggunakan probe ultrasound berdaya tinggi telah terbukti unggul dalam pemrosesan nanomaterial dan dengan demikian merupakan metode yang ditetapkan untuk dispersi nano.
Molseh et al. (2009) menunjukkan bahwa stabilitas dispersi tiga nanopartikel yang berbeda (molibdenum disulfida (MoS2), tungsten disulfida (WS2), dan boron nitrida heksagonal (hBN)) dalam CIMFLO 20 dengan perawatan ultrasonik lebih baik daripada dengan pengocokan dan pengadukan mekanis. Karena kavitasi ultrasonik menciptakan kondisi padat energi yang unik, ultrasonikasi tipe probe unggul teknik dispersi konvensional dalam efektivitas dan efisiensi.
Karakteristik nanopartikel seperti ukuran, bentuk, dan konsentrasi mempengaruhi sifat tribologisnya. Sementara ukuran nano yang ideal bervariasi dalam ketergantungan material, sebagian besar nanopartikel menunjukkan fungsi tertinggi dalam kisaran sepuluh hingga seratus nanometer. Konsentrasi ideal nano-aditif dalam minyak pelumas sebagian besar antara 0,1-5,0% .
Nanopartikel oksida seperti Al2O3, CuO atau ZnO banyak digunakan sebagai nanopartikel yang meningkatkan kinerja tribologis pelumas. Aditif lain termasuk aditif tanpa abu, cairan ionik, ester borat, nanomaterial anorganik, struktur nano yang diturunkan dari karbon seperti nanotube karbon (CNT), grafit dan graphene. Aditif spesifik digunakan untuk meningkatkan sifat spesifik minyak pelumas. Misalnya, pelumas pencegah aus mengandung aditif tekanan ekstrem seperti molibdenum disulfida, grafit, olefin sulfur, dan kompleks dialkyldithiocarbamate atau aditif anti-aus seperti triarylphosphates dan zinc dialkyldithiophosphate.
Homogenizers tipe probe ultrasonik adalah mixer yang andal dan digunakan untuk formulasi pelumas berkinerja tinggi. Terkenal sebagai superior dalam hal persiapan suspensi berukuran nano, sonikasi sangat efisien untuk pembuatan industri minyak pelumas.
- Peningkatan kinerja tribologis
- penggabungan nano-aditif seragam
- pelumas berbasis minyak nabati
- Persiapan tribofilm
- cairan pembentuk lembaran logam
- nanofluid untuk meningkatkan kemanjuran pendinginan
- cairan ionik dalam pelumas berair atau berbasis minyak
- cairan broaching

Dispersi ultrasonik Aluminium oksida (Al2O3) menghasilkan pengurangan ukuran partikel yang signifikan dan dispersi yang seragam.
Pembuatan Pelumas dengan Nano-Aditif
Untuk produksi minyak pelumas yang diperkuat nano, bahan nano yang memadai dan teknik dispersi yang kuat dan efisien sangat penting. Tanpa dispersi nano stabil yang andal dan jangka panjang, tidak dapat diproduksi pelumas berkinerja tinggi.
Pencampuran dan dispersi ultrasonik adalah metode yang mapan untuk produksi pelumas berkinerja tinggi. Minyak dasar pelumas diperkuat dengan aditif seperti nanomaterial, polimer, inhibitor korosi, antioksidan dan agregat halus lainnya. Gaya geser ultrasonik sangat efisien dalam memberikan distribusi ukuran partikel yang sangat halus. Gaya ultrasonik (sonomekanis) mampu menggiling bahkan partikel primer dan diterapkan untuk memfungsikan partikel, sehingga nanopartikel yang dihasilkan menawarkan karakteristik unggul (misalnya modifikasi permukaan, NPs core-shell, NPs doped).
Mixer geser tinggi ultrasonik dapat sangat membantu untuk memproduksi pelumas berkinerja tinggi secara efisien!

Campuran minyak dengan seng dialkyldithiophosphate (ZDDP) dan nanopartikel PTFE yang dimodifikasi permukaan (PHGM) setelah dispersi ultrasonik.
(Studi dan gambar: Sharma et al., 2017)
Aditif Nano Baru dalam Minyak Pelumas
Aditif berukuran nano baru dikembangkan untuk lebih meningkatkan fungsi dan kinerja minyak pelumas dan gemuk. Misalnya, kristal nano selulosa (CNC) adalah penelitian dan diuji untuk formulasi pelumas hijau. Zakani et al. (2022) menunjukkan bahwa – Dibandingkan dengan suspensi pelumas unsonicated – pelumas CNC sonikasi dapat mengurangi COF (koefisien gesekan) dan keausan masing-masing hampir 25 dan 30%. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pengolahan ultrasonikasi dapat secara signifikan meningkatkan kinerja pelumasan suspensi berair CNC.
Disperser Ultrasonik Berkinerja Tinggi untuk Pembuatan Pelumas
Ketika nano-aditif digunakan dalam proses manufaktur industri seperti produksi minyak pelumas, sangat penting bahwa bubuk kering (yaitu, nanomaterial) dicampur secara homogen ke dalam fase cair (minyak pelumas). Dispersi partikel nano membutuhkan teknik pencampuran yang andal dan efektif, yang menerapkan energi yang cukup untuk memecahkan aglomerat untuk melepaskan kualitas partikel skala nano. Ultrasonicators dikenal sebagai disperser yang kuat dan andal, oleh karena itu digunakan untuk deagglomerate dan mendistribusikan berbagai bahan seperti aluminium oksida, nanotube, graphene, mineral dan banyak bahan lainnya secara homogen ke dalam fase cair seperti mineral, sintetis atau minyak nabati. Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi dan mendistribusikan disperser ultrasonik berkinerja tinggi untuk segala jenis homogenisasi dan aplikasi deagglomeration.
Hubungi kami sekarang untuk mempelajari lebih lanjut tentang dispersi ultrasonik nano-aditif dalam pelumas!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
---|---|---|
1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
15 hingga 150L | 3 hingga 15L / menit | UIP6000hdT |
n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Apa itu Pelumas?
Penggunaan utama pelumas atau minyak pelumas adalah untuk mengurangi gesekan dan keausan dari kontak mekanis serta panas. Tergantung pada penggunaan dan komposisinya, pelumas dibagi menjadi oli mesin, cairan transmisi, cairan hidrolik, oli roda gigi, dan pelumas industri.
Oleh karena itu, pelumas banyak digunakan pada kendaraan bermotor maupun mesin industri. Untuk memberikan pelumasan yang baik, minyak pelumas biasanya mengandung 90% minyak dasar (kebanyakan fraksi minyak bumi, yaitu minyak mineral) dan aditif kurang dari 10%. Ketika minyak mineral dihindari, minyak nabati atau cairan sintetis seperti poliolefin terhidrogenasi, ester, silikon, fluorokarbon dan banyak lainnya dapat digunakan sebagai minyak dasar alternatif. Penggunaan utama pelumas adalah untuk mengurangi gesekan dan keausan dari kontak mekanis serta untuk menurunkan panas gesekan dan kehilangan energi. Oleh karena itu, pelumas banyak digunakan pada kendaraan bermotor maupun mesin industri.
Zat antioksidatif seperti antioksidan primer aminat danfenolik, asam alami, pengurai peroksida dan pirazin memperpanjang siklus hidup pelumas dengan meningkatkan ketahanan oksidatif. Dengan demikian minyak dasar dilindungi terhadap degradasi panas karena kerusakan termo-oksidatif terjadi dalam bentuk yang berkurang dan tertunda.
Jenis Pelumas
Pelumas cair: Pelumas cair umumnya didasarkan pada satu jenis oli dasar. Untuk minyak dasar ini sering zat ofter ditambahkan untuk meningkatkan fungsionalitas dan kinerja. Aditif khas termasuk misalnya, air, minyak mineral, lanolin, minyak nabati atau alami, aditif nano dll.
Mayoritas pelumas adalah cairan, dan mereka dapat diklasifikasikan menurut asalnya menjadi dua kelompok:
- Minyak mineral: Minyak mineral adalah minyak pelumas yang disuling dari minyak mentah.
- Minyak sintetis: Minyak sintetis adalah minyak pelumas yang diproduksi menggunakan senyawa yang dimodifikasi secara artifisial atau disintesis dari minyak bumi yang dimodifikasi.
Minyak pelumas adalah pelumas padat atau semisolid yang terdiri dari pelumas cair, yang dikentalkan dengan menyebarkan zat pengental ke dalamnya. Untuk menghasilkan pelumasan gemuk, minyak pelumas digunakan sebagai minyak dasar dan merupakan bahan utama. Gemuk pelumas mengandung sekitar 70% hingga 80% minyak pelumas.
Menembus pelumas dan pelumas kering adalah jenis lebih lanjut, yang sebagian besar diterapkan untuk aplikasi niche.
Literatur/referensi
- Reddy, Chenga; Arumugam, S.; Venkatakrishnan, Santhanam (2019): RSM and Crow Search Algorithm-Based Optimization of Ultrasonicated Transesterification Process Parameters on Synthesis of Polyol Ester-Based Biolubricant. Arabian Journal for Science and Engineering 44, 2019.
- Zakani, Behzad; Entezami, Sohrab; Grecov, Dana; Salem, Hayder; Sedaghat, Ahmad (2022): Effect of ultrasonication on lubrication performance of cellulose nano-crystalline (CNC) suspensions as green lubricants. Carbohydrate Polymers 282(5), 2022.
- Mosleh, Mohsen; Atnafu, Neway; Belk, John; Nobles, Orval (2009): Modification of sheet metal forming fluids with dispersed nanoparticles for improved lubrication. Wear 267, 2009. 1220-1225.
- Sharma, Vinay, Johansson, Jens; Timmons, Richard; Prakash, Braham; Aswath, Pranesh (2018): Tribological Interaction of Plasma-Functionalized Polytetrafluoroethylene Nanoparticles with ZDDP and Ionic Liquids. Tribology Letters 66, 2018.
- Haijun Liu, Xianjun Hou, Xiaoxue Li, Hua Jiang, Zekun Tian, Mohamed Kamal Ahmed Ali (2020): Effect of Mixing Temperature, Ultrasonication Duration and Nanoparticles/Surfactant Concentration on the Dispersion Performance of Al2O3 Nanolubricants. Research Square 2020.
- Kumar D.M., Bijwe J., Ramakumar S.S. (2013): PTFE based nano-lubricants. Wear 306 (1–2), 2013. 80–88.
- Sharif M.Z., Azmi W.H., Redhwan A.A. M, Mamat R., Yusof T.M. (2017): Performance analysis of SiO2 /PAG nanolubricant in automotive air conditioning system. International Journal of Refrigeration 75, 2017. 204–216.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.