น้ํามันหล่อลื่นที่มีฟังก์ชันการทํางานที่ได้รับการปรับปรุงอนุภาคนาโน
น้ํามันหล่อลื่นสามารถได้รับประโยชน์อย่างมากจากสารเติมแต่งนาโนซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ อย่างไรก็ตามสิ่งสําคัญคือสารเติมแต่งนาโนเช่นอนุภาคนาโนกราฟีนโมโนเลเยอร์หรือนาโนสเฟียร์เปลือกแกนมีความสม่ําเสมอและกระจายตัวเดี่ยวในน้ํามันหล่อลื่น การกระจายอัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการผสมที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพให้การกระจายอนุภาคนาโนที่เป็นเนื้อเดียวกันและป้องกันการรวมตัว
วิธีการกระจายสารนาโนสารเติมแต่งในของเหลวหล่อลื่น? – ด้วยอัลตราโซนิค!
การใช้สารเติมแต่งนาโนในน้ํามันหล่อลื่นถือเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการปรับปรุงลักษณะทางไตรโบโลยีเพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ การปรับปรุงทางไตรโบโลยีดังกล่าวช่วยเพิ่มการอนุรักษ์พลังงานลดการปล่อยมลพิษได้อย่างมากซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ความท้าทายของสารหล่อลื่นที่ปรับปรุงนาโนอยู่ที่การผสม: วัสดุนาโนเช่นอนุภาคนาโนหรือเซลลูโลสนาโนผลึกต้องการเครื่องผสมแรงเฉือนสูงที่มุ่งเน้นซึ่งกระจายและแยกวัสดุนาโนออกเป็นอนุภาคเดียวอย่างสม่ําเสมอ การสร้างสนามพลังงานหนาแน่นที่ไม่ซ้ํากัน ultrasonication ใช้โพรบอัลตราซาวนด์พลังงานสูงได้รับการพิสูจน์ความเหนือกว่าในการประมวลผลวัสดุนาโนและดังนั้นจึงเป็นวิธีการที่จัดตั้งขึ้นสําหรับการกระจายนาโน
Molseh et al. (2009) แสดงให้เห็นว่าความเสถียรในการกระจายตัวของอนุภาคนาโนที่แตกต่างกันสามอนุภาค (โมลิบดีนัมซัลไฟด์ (MoS2), ซัลไฟด์ทังสเตน (WS2) และโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (hBN)) ใน CIMFLO 20 ด้วยการรักษาด้วยอัลตราโซนิกนั้นดีกว่าการสั่นเชิงกลและการกวน ในฐานะที่เป็น cavitation ล้ําเสียงสร้างเงื่อนไขพลังงานหนาแน่นที่ไม่ซ้ํากัน ultrasonication ชนิดโพรบ excels เทคนิคการกระจายตัวทั่วไปในประสิทธิภาพและประสิทธิภาพ
ลักษณะของอนุภาคนาโนเช่นขนาดรูปร่างและความเข้มข้นมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติทางไตรโบโลยี ในขณะที่ขนาดนาโนในอุดมคติแตกต่างกันไปในการพึ่งพาวัสดุอนุภาคนาโนส่วนใหญ่แสดงฟังก์ชันการทํางานสูงสุดในช่วงสิบถึงร้อยนาโนเมตร ความเข้มข้นในอุดมคติของสารเติมแต่งนาโนในน้ํามันหล่อลื่นส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 0.1–5.0%
อนุภาคนาโนออกไซด์เช่น Al2O3, CuO หรือ ZnO ใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะอนุภาคนาโนที่ปรับปรุงประสิทธิภาพทางไตรโบโลยีของน้ํามันหล่อลื่น สารเติมแต่งอื่น ๆ ได้แก่ สารเติมแต่งที่ไม่มีเถ้า, ของเหลวไอออนิก, เอสเทอร์บอเรต, วัสดุนาโนอนินทรีย์, โครงสร้างนาโนที่ได้จากคาร์บอนเช่นท่อนาโนคาร์บอน (CNTs), กราไฟท์และกราฟีน มีการใช้สารเติมแต่งเฉพาะเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเฉพาะของน้ํามันหล่อลื่น ตัวอย่างเช่นน้ํามันหล่อลื่นป้องกันการสึกหรอมีสารเติมแต่งความดันสูงเช่นโมลิบดีนัมซัลไฟด์กราไฟท์โอเลฟินส์ซัลเฟอร์และคอมเพล็กซ์ไดอัลคิลดิธิโอคาร์บาเมตหรือสารเติมแต่งต่อต้านการสึกหรอเช่นไตรอาริลฟอสเฟตและสังกะสีไดอัลคิลไดโอฟอสเฟต
homogenizers ชนิดโพรบอัลตราโซนิกเป็นเครื่องผสมที่เชื่อถือได้และใช้สําหรับสูตรของน้ํามันหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพสูง มีชื่อเสียงเหนือกว่าเมื่อพูดถึงการเตรียมสารแขวนลอยขนาดนาโน sonication มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตน้ํามันหล่อลื่นในอุตสาหกรรม
ระบบผสมอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสําหรับการกระจายตัวของอนุภาคนาโนที่มีปริมาณงานสูงเป็นน้ํามันหล่อลื่น
- ปรับปรุงประสิทธิภาพทางไตรโบโลยี
- การรวมตัวของสารเติมแต่งนาโนสม่ําเสมอ
- น้ํามันหล่อลื่นจากน้ํามันพืช
- การเตรียมไตรโบฟิล์ม
- ของเหลวขึ้นรูปโลหะแผ่น
- นาโนฟลูอิดเพื่อประสิทธิภาพการทําความเย็นที่ดีขึ้น
- ของเหลวไอออนิกในสารหล่อลื่นที่เป็นน้ําหรือน้ํามัน
- เจาะของเหลว
การกระจายอัลตราโซนิกของอลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ส่งผลให้การลดขนาดอนุภาคอย่างมีนัยสําคัญและการกระจายตัวสม่ําเสมอ
การผลิตน้ํามันหล่อลื่นที่มีสารนาโนเจือปน
สําหรับการผลิตน้ํามันหล่อลื่นเสริมนาโนวัสดุนาโนที่เพียงพอและเทคนิคการกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสําคัญ หากไม่มีการกระจายตัวของนาโนที่เชื่อถือได้และมีเสถียรภาพในระยะยาวจะไม่สามารถผลิตน้ํามันหล่อลื่นประสิทธิภาพสูงได้
การผสมและการกระจายอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่กําหนดไว้สําหรับการผลิตน้ํามันหล่อลื่นประสิทธิภาพสูง น้ํามันพื้นฐานของน้ํามันหล่อลื่นเสริมด้วยสารเติมแต่งเช่นวัสดุนาโนโพลีเมอร์สารยับยั้งการกัดกร่อนสารต้านอนุมูลอิสระและมวลรวมอื่น ๆ แรงเฉือนอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงในการกระจายขนาดอนุภาคที่ดีมาก แรงอัลตราโซนิก (sonomechanical) มีความสามารถในการประมวลผลอนุภาคหลักและถูกนําไปใช้ในการทํางานอนุภาคเพื่อให้อนุภาคนาโนที่เกิดขึ้นมีคุณสมบัติที่เหนือกว่า (เช่นการปรับเปลี่ยนพื้นผิว NPs แกนเปลือก NPs เจือ)
เครื่องผสมแรงเฉือนสูงอัลตราโซนิกสามารถช่วยในการผลิตน้ํามันหล่อลื่นประสิทธิภาพสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ!
น้ํามันผสมกับสังกะสี dialkyldithiophosphate (ZDDP) และพื้นผิวแก้ไขอนุภาคนาโน PTFE (PHGM) หลังจากการกระจายอัลตราโซนิก
(การศึกษาและภาพ: Sharma et al., 2017)
สารเติมแต่งนาโนใหม่ในน้ํามันหล่อลื่น
สารเติมแต่งขนาดนาโนใหม่ได้รับการพัฒนาเพื่อปรับปรุงฟังก์ชันการทํางานและประสิทธิภาพของน้ํามันหล่อลื่นและจาระบี ตัวอย่างเช่นผลึกนาโนเซลลูโลส (CNCs) เป็นงานวิจัยและทดสอบสูตรของสารหล่อลื่นสีเขียว Zakani et al. (2022) แสดงให้เห็นว่า – เมื่อเปรียบเทียบกับสารแขวนลอยหล่อลื่นที่ไม่มีเสียง – น้ํามันหล่อลื่น CNC sonicated สามารถลด COF (ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน) และการสึกหรอได้เกือบ 25 และ 30% ตามลําดับ ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าการประมวลผล ultrasonication สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการหล่อลื่นของสารแขวนลอยน้ํา CNC อย่างมีนัยสําคัญ
เครื่องกระจายอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตน้ํามันหล่อลื่น
เมื่อใช้สารเติมแต่งนาโนในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมเช่นการผลิตน้ํามันหล่อลื่นเป็นสิ่งสําคัญที่ผงแห้ง (เช่นวัสดุนาโน) จะถูกผสมเป็นเนื้อเดียวกันในเฟสของเหลว (น้ํามันหล่อลื่น) การกระจายตัวของอนุภาคนาโนต้องใช้เทคนิคการผสมที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพซึ่งใช้พลังงานเพียงพอที่จะทําลายการรวมตัวกันเพื่อปลดปล่อยคุณภาพของอนุภาคระดับนาโน Ultrasonicators เป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นเครื่องกระจายที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ดังนั้นจึงใช้ในการแยกตัวและแจกจ่ายวัสดุต่าง ๆ เช่นอลูมิเนียมออกไซด์ท่อนาโนกราฟีนแร่ธาตุและวัสดุอื่น ๆ อีกมากมายที่เป็นเนื้อเดียวกันในเฟสของเหลวเช่นแร่น้ํามันสังเคราะห์หรือน้ํามันพืช Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องกระจายอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและ deagglomeration ใด ๆ
ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายอัลตราโซนิกของสารนาโนสารเติมแต่งในน้ํามันหล่อลื่น!
ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:
| ปริมาณชุด | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000ml | 20 ถึง 400ml / นาที | Uf200 ःที, UP400St |
| 00.1 เพื่อ 20L | 00.2 เพื่อ 4L / นาที | UIP2000hdT |
| 10 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15L / นาที | UIP6000hdT |
| N.A. | 10 100L / นาที | UIP16000 |
| N.A. | ที่มีขนาดใหญ่ | กลุ่มของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมกระจาย emulsification และสกัดในห้องปฏิบัติการนักบินและอุตสาหกรรมขนาด
PTFE นาโนลูบริแคนท์หลังจาก 7 วันของการเตรียม (A: น้ํามันพื้นฐาน, B: PTFE นาโนลูบริแคนท์ที่มีอัลตราโซนิก 1 ชั่วโมง, C: PTFE นาโนลูบริแคนท์กับ 30 นาที ultrasonication)
(การศึกษาและภาพ: © Kumar et al., 2013)
ผลของ ultrasonication ต่อความเสถียรในการกระจายตัวของ Al2O3 ในน้ํามันหล่อลื่น
(การศึกษาและกราฟิก: © ชารีฟและคณะ, 2017)
ข้อเท็จจริงที่รู้
น้ํามันหล่อลื่นคืออะไร?
การใช้งานหลักของน้ํามันหล่อลื่นหรือน้ํามันหล่อลื่นคือการลดแรงเสียดทานและการสึกหรอจากการสัมผัสทางกลและความร้อน น้ํามันหล่อลื่นแบ่งออกเป็นน้ํามันเครื่อง น้ํามันเกียร์ ของเหลวไฮดรอลิก น้ํามันเกียร์ และน้ํามันหล่อลื่นอุตสาหกรรม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานและองค์ประกอบน้ํามันหล่อลื่นอุตสาหกรรม
ดังนั้นน้ํามันหล่อลื่นจึงถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในยานยนต์และเครื่องจักรอุตสาหกรรม น้ํามันหล่อลื่นมักประกอบด้วยน้ํามันพื้นฐาน 90% (ส่วนใหญ่เป็นเศษส่วนปิโตรเลียม เช่น น้ํามันแร่) และสารเติมแต่งน้อยกว่า 10% เมื่อหลีกเลี่ยงน้ํามันแร่น้ํามันพืชหรือของเหลวสังเคราะห์เช่นโพลีโอเลฟินส์เติมไฮโดรเจนเอสเทอร์ซิลิโคนฟลูออโรคาร์บอนและอื่น ๆ อีกมากมายสามารถใช้เป็นน้ํามันพื้นฐานทางเลือกได้ การใช้งานหลักของน้ํามันหล่อลื่นคือการลดแรงเสียดทานและการสึกหรอจากการสัมผัสทางกลรวมทั้งเพื่อลดความร้อนจากแรงเสียดทานและการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นน้ํามันหล่อลื่นจึงถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในยานยนต์และเครื่องจักรอุตสาหกรรม
สารต้านอนุมูลอิสระเช่นสารต้านอนุมูลอิสระหลักอะมินิกและฟีนอลิกกรดธรรมชาติตัวย่อยสลายเปอร์ออกไซด์และไพราซีนช่วยยืดอายุการใช้งานของสารหล่อลื่นโดยการเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน ดังนั้นน้ํามันพื้นฐานจึงได้รับการปกป้องจากการเสื่อมสภาพจากความร้อนเนื่องจากการสลายตัวของเทอร์โมออกซิเดชั่นเกิดขึ้นในรูปแบบที่ลดลงและล่าช้า
ประเภทน้ํามันหล่อลื่น
น้ํามันหล่อลื่นเหลว: น้ํามันหล่อลื่นเหลวโดยทั่วไปจะใช้น้ํามันพื้นฐานชนิดหนึ่ง น้ํามันพื้นฐานนี้มักจะเพิ่มสาร ofter เพื่อปรับปรุงการทํางานและประสิทธิภาพ สารเติมแต่งทั่วไป ได้แก่ น้ําน้ํามันแร่ลาโนลินน้ํามันพืชหรือน้ํามันธรรมชาติสารเติมแต่งนาโนเป็นต้น
น้ํามันหล่อลื่นส่วนใหญ่เป็นของเหลวและอาจจําแนกตามแหล่งกําเนิดออกเป็นสองกลุ่ม:
- น้ํามันแร่: น้ํามันแร่เป็นน้ํามันหล่อลื่นที่กลั่นจากน้ํามันดิบ
- น้ํามันสังเคราะห์: น้ํามันสังเคราะห์เป็นน้ํามันหล่อลื่นที่ผลิตโดยใช้สารประกอบที่ดัดแปลงหรือสังเคราะห์จากปิโตรเลียมดัดแปลง
จาระบีหล่อลื่น เป็นสารหล่อลื่นที่เป็นของแข็งหรือกึ่งแข็งซึ่งประกอบด้วยสารหล่อลื่นเหลวซึ่งหนาขึ้นโดยการกระจายสารเพิ่มความข้นเข้าไป ในการผลิตจาระบีหล่อลื่นน้ํามันหล่อลื่นจะถูกใช้เป็นน้ํามันพื้นฐานและเป็นส่วนผสมหลัก จาระบีหล่อลื่นประกอบด้วยน้ํามันหล่อลื่นประมาณ 70% ถึง 80%
น้ํามันหล่อลื่นแบบเจาะทะลุ และ น้ํามันหล่อลื่นแห้ง เป็นประเภทเพิ่มเติมซึ่งส่วนใหญ่ใช้สําหรับแอปพลิเคชันเฉพาะกลุ่ม
สารเติมแต่งนาโนตามที่ระบุไว้ข้างต้นสามารถผสมลงในน้ํามันหล่อลื่นโดยใช้เครื่องกระจายอัลตราโซนิกได้สําเร็จ
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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 ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงจาก ห้องปฏิบัติการ ไปยัง ขนาดอุตสาหกรรมของ