Мазива са функционалним својствима побољшаним наночестицама

Наноадитиви могу знатно побољшати својства уља за подмазивање, јер помажу у смањењу трења и хабања. Међутим, од пресудног је значаја да наноадитиви као што су наночестице, монослојеви графена или наносфере са структуром језгро–омотач буду равномерно дисперговани у мазиву као појединачне честице. Ултразвучно дисперговање доказано је као поуздана и ефикасна метода мешања која обезбеђује хомогену расподелу наночестица и спречава агрегацију.

Како дисперговати наноадитиве у течностима за подмазивање? – Ултразвуком!

Употреба наноадитива у мазивима сматра се једном од најефикаснијих метода за побољшање триболошких карактеристика смањењем трења и хабања. Такво триболошко побољшање знатно доприноси уштеди енергије и смањењу емисија, чиме се смањује утицај на животну средину.
Изазов код мазива побољшаних наноматеријалима лежи у мешању: наноматеријали као што су наночестице или кристална наноцелулоза захтевају мешаче са усмереним дејством великих смицајних сила који равномерно диспергују и раздвајају наноматеријале на појединачне честице. Стварајући јединствена поља високе густине енергије, ултразвучна обрада помоћу ултразвучних сонди велике снаге показала је своју надмоћ у обради наноматеријала и стога представља устаљену методу за добијање нанодисперзија.
Molseh et al. (2009) показали су да је стабилност дисперзије три различите врсте наночестица (молибден-дисулфида (MoS2), волфрам-дисулфида (WS2) и хексагоналног бор-нитрида (hBN)) у CIMFLO 20 при ултразвучној обради била боља него при механичком протресању и мешању. Пошто ултразвучна кавитација ствара јединствене услове високе густине енергије, ултразвучна обрада сондом надмашује конвенционалне технике дисперговања по делотворности и ефикасности.
Карактеристике наночестица, као што су величина, облик и концентрација, утичу на њихова триболошка својства. Док идеална величина на наноскали зависи од материјала, већина наночестица показује највиши ниво функционалних својстава у опсегу од десет до сто нанометара. Идеална концентрација наноадитива у уљу за подмазивање углавном је у опсегу 0,1–5,0% .
Оксидне наночестице као што су Al2O3, CuO или ZnO широко се користе за побољшање триболошких својстава мазива. Остали адитиви обухватају адитиве без пепела, јонске течности, боратне естре, неорганске наноматеријале и наноструктуре на бази угљеника, као што су угљеничне наноцеви (CNTs), графит и графен. Одређени адитиви користе се ради побољшања одређених својстава уља за подмазивање. На пример, мазива за спречавање хабања садрже адитиве за екстремне притиске, као што су молибден-дисулфид, графит, сумпорисани олефини и диалкилдитиокарбаматни комплекси, или адитиве против хабања, као што су триарилфосфати и цинк-диалкилдитиофосфат.
Ултразвучни хомогенизатори са сондом поуздани су мешачи и користе се за формулисање мазива високих перформанси. Позната по својој надмоћи у припреми суспензија са честицама нановеличине, соникација је високо ефикасна у индустријској производњи уља за подмазивање.
 
Прочитајте више о ултразвучним диспергаторима за производњу наномазива!
 

Ултразвучно дисперговање алуминијум-оксида (Al2O3) доводи до знатног смањења величине честица и равномерног дисперговања.

Производња мазива са наноадитивима

За производњу уља за подмазивање ојачаних наноматеријалима кључни су одговарајући наноматеријал и снажна, ефикасна техника дисперговања. Без поузздане и дугорочно стабилне нанодисперзије није могуће произвести мазиво високих перформанси.
Ултразвучно мешање и дисперговање је устаљена метода за производњу мазива високих перформанси. Базно уље мазива побољшава се адитивима као што су наноматеријали, полимери, инхибитори корозије, антиоксиданси и други фини агрегати. Ултразвучне силе смицања веома ефикасно обезбеђују расподелу веома ситних честица по величини. Ултразвучне (сономеханичке) силе могу да уситне чак и примарне честице и примењују се за функционализацију честица, тако да настале наночестице пружају супериорна својства (нпр. модификација површине, наночестице са структуром језгро–омотач, допиране наночестице).
Ултразвучни миксери са високим смицањем могу знатно помоћи у ефикасној производњи мазива високих перформанси!

Нови наноадитиви у уљима за подмазивање

Нови адитиви нанометарских димензија развијају се ради даљег побољшања функционалних својстава и перформанси уља и масти за подмазивање. На пример, нанокристали целулозе (CNCs) истражују се и испитују за формулисање еколошких мазива. Zakani et al. (2022) показали су да би – у поређењу са суспензијама за подмазивање које нису обрађене ултразвуком – CNC мазива обрађена ултразвуком могла да смање COF (коефицијент трења) и хабање за скоро 25 и 30%, редом. Резултати ове студије указују на то да ултразвучна обрада може значајно побољшати перформансе подмазивања водених CNC суспензија.

Ултразвучни диспергатори високих перформанси за производњу мазива

Када се наноадитиви користе у индустријским производним процесима, као што је производња уља за подмазивање, кључно је да се суви прахови (тј. наноматеријали) хомогено умешају у течну фазу (уље за подмазивање). Дисперговање наночестица захтева поуздану и делотворну технику мешања која уноси довољно енергије за разбијање агломерата како би се испољила својства честица нанометарских димензија. Ултразвучни уређаји добро су познати као снажни и поуздани диспергатори, па се стога користе за деагломерацију и хомогено распоређивање различитих материјала, као што су алуминијум-оксид, наноцеви, графен, минерали и многи други материјали, у течној фази као што су минерална, синтетичка или биљна уља. Hielscher Ultrasonics пројектује, производи и дистрибуира ултразвучне диспергаторе високих перформанси за све врсте примене у хомогенизацији и деагломерацији.
Контактирајте нас сада да бисте сазнали више о ултразвучном дисперговању наноадитива у мазивима!

Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: