Nanopartikül-Geliştirilmiş İşlevselliğe Sahip Yağlayıcılar
Yağlama yağları, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmaya yardımcı olan nano katkı maddelerinden büyük ölçüde yararlanabilir. Bununla birlikte, nanopartiküller, grafen tek katmanlı veya çekirdek kabuklu nanosferler gibi nano-katkı maddelerinin yağlayıcıda düzgün ve tek dağılmış olması çok önemlidir. Ultrasonik dispersiyon, homojen nanopartikül dağılımı sağlayan ve agregasyonu önleyen güvenilir ve verimli karıştırma yöntemi olarak kanıtlanmıştır.
Yağlama Sıvılarındaki Nano Katkı Maddeleri Nasıl Dağıtılır? – Ultrasonik ile!
Yağlayıcılarda nano katkı maddelerinin kullanılması, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltan tribolojik özellikleri iyileştirmek için en etkili yöntemlerden biri olarak kabul edilir. Bu tür tribolojik iyileştirmeler, enerji tasarrufunu, emisyon azaltımını büyük ölçüde artırır ve böylece çevresel etkiyi azaltır.
Nano-geliştirilmiş yağlayıcıların zorluğu karıştırmada yatmaktadır: Nanopartiküller veya kristalin nano selüloz gibi nanomalzemeler, nano-malzemeleri tek parçacıklara eşit olarak dağıtan ve çözen odaklanmış yüksek parçalayıcılı karıştırıcılar gerektirir. Benzersiz enerji-yoğun alanlar yaratarak, yüksek güçlü ultrason probları kullanarak ultrasonication nanomalzeme işleme üstünlüğü kanıtlanmış ve bu nedenle nano-dispersiyonlar için kurulmuş bir yöntemdir.
Molseh ve ark. (2009), ultrasonik tedavi ile CIMFLO 20'de üç farklı nanopartikülün (molibden disülfür (MoS2), tungsten disülfür (WS2) ve altıgen bor nitrür (hBN)) dağılım stabilitesinin mekanik sallama ve karıştırma ile olduğundan daha iyi olduğunu göstermiştir. Ultrasonik kavitasyon benzersiz enerji yoğun koşullar yarattığından, prob tipi ultrasonication etkinlik ve verimlilikte geleneksel dağılım tekniklerini mükemmelleştirir.
Boyut, şekil ve konsantrasyon gibi nanopartikül özellikleri tribolojik özelliklerini etkilemektedir. İdeal nano boyut, malzemeye bağlı olarak değişmekle birlikte, çoğu nanopartikül on ila yüz nanometre aralığında en yüksek işlevleri gösterir. Yağlama yağındaki nano-katkı maddelerinin ideal konsantrasyonu çoğunlukla% 0.1-5.0 arasındadır.
Al2O3, CuO veya ZnO gibi oksit nanopartikülleri, yağlayıcıların tribolojik performansını artıran nanopartiküller olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer katkı maddeleri arasında külsüz katkı maddeleri, iyonik sıvılar, borat esterler, inorganik nanomalzemeler, karbon nanotüpler (CNT'ler), grafit ve grafen gibi karbon kaynaklı nanoyapılar bulunur. Yağlama yağlarının spesifik özelliklerini geliştirmek için spesifik katkı maddeleri kullanılır. Örneğin, aşınma önleyici yağlayıcılar, molibden disülfür, grafit, kükürtlenmiş olefinler ve dialkildiyokarbamat kompleksleri gibi aşırı basınç katkı maddeleri veya triarilfosfatlar ve çinko dialkilditiyofosfat gibi aşınma önleyici katkı maddeleri içerir.
Ultrasonik prob tipi homojenizatörler güvenilir karıştırıcılardır ve yüksek performanslı yağlayıcıların formülasyonu için kullanılır. Nano boyutlu süspansiyonların hazırlanması söz konusu olduğunda üstün olarak ünlenen sonikasyon, yağlama yağlarının endüstriyel üretimi için oldukça verimlidir.
Endüstriyel ultrasonik karıştırma sistemi, nanopartiküllerin yağlama yağlarına yüksek verimli dağılımı için.
- gelişmiş tribolojik performans
- üniforma nano-katkı maddesi birleştirme
- bitkisel yağ bazlı yağlayıcılar
- tribofilm hazırlanması
- sac şekillendirme sıvıları
- gelişmiş soğutma etkinliği için nanoakışkanlar
- Sulu veya yağ bazlı yağlamada iyonik sıvılar
- broş sıvıları
Alüminyum oksit (Al2O3) ultrasonik dispersiyon önemli bir parçacık boyutu küçültme ve üniform dispersiyon ile sonuçlanır.
Nano Katkılı Yağlayıcıların İmalatı
Nano takviyeli yağlama yağlarının üretimi için yeterli nano malzeme ve güçlü, verimli bir dağılım tekniği çok önemlidir. Güvenilir ve uzun süreli kararlı nano dispersiyon olmadan, yüksek performanslı bir yağlayıcı üretilemez.
Ultrasonik karıştırma ve dağıtma, yüksek performanslı yağlayıcıların üretimi için kurulmuş bir yöntemdir. Yağlayıcıların baz yağı, nanomalzemeler, polimerler, korozyon inhibitörleri, antioksidanlar ve diğer ince agregalar gibi katkı maddeleri ile güçlendirilmiştir. Ultrasonik kesme kuvvetleri, çok ince bir parçacık boyutu dağılımı sağlamada oldukça verimlidir. Ultrasonik (sonomekanik) kuvvetler birincil parçacıkları bile öğütebilir ve parçacıkları işlevselleştirmek için uygulanır, böylece ortaya çıkan nanopartiküller üstün özellikler sunar (örneğin yüzey modifikasyonu, çekirdek kabuk NP'ler, katkılı NP'ler).
Ultrasonik yüksek parçalayıcı karıştırıcılar, yüksek performanslı yağlayıcıların verimli bir şekilde üretilmesine büyük ölçüde yardımcı olabilir!
Ultrasonik dispersiyondan sonra çinko dialkilditiofosfat (ZDDP) ve yüzey modifiye PTFE nanopartikülleri (PHGM) ile yağ karışımı.
(Çalışma ve resim: Sharma ve ark., 2017)
Yağlama Yağlarında Yeni Nano Katkı Maddeleri
Yeni nano boyutlu katkı maddeleri, yağlama yağlarının ve greslerin işlevlerini ve performansını daha da iyileştirmek için geliştirilmiştir. Örneğin, selüloz nano-kristalleri (CNC'ler) yeşil yağlayıcıların formülasyonu için yapılan araştırmalardır ve test edilmiştir. Zakani ve ark. (2022) şunu göstermiştir: – sonikasyonsuz yağlama süspansiyonlarına kıyasla – Sonicated CNC yağlayıcıları COF (sürtünme katsayısı) ve aşınmayı sırasıyla neredeyse% 25 ve% 30 oranında azaltabilir. Bu çalışmanın sonuçları, ultrasonikasyon işlemenin CNC sulu süspansiyonların yağlama performansını önemli ölçüde artırabileceğini göstermektedir.
Yağlayıcı Üretimi için Yüksek Performanslı Ultrasonik Dağıtıcılar
Nano-katkı maddeleri, yağlama yağlarının üretimi gibi endüstriyel üretim süreçlerinde kullanıldığında, kuru tozların (yani nanomalzemelerin) homojen bir şekilde sıvı bir faza (yağlama yağı) karıştırılması çok önemlidir. Nano-parçacık dağılımı, nano ölçekli parçacıkların niteliklerini ortaya çıkarmak için aglomeraları kırmak için yeterli enerjiyi uygulayan güvenilir ve etkili bir karıştırma tekniği gerektirir. Ultrasonikatörler güçlü ve güvenilir dağıtıcılar olarak bilinir, bu nedenle alüminyum oksit, nanotüpler, grafen, mineraller ve diğer birçok malzeme gibi çeşitli malzemeleri homojen olarak mineral, sentetik veya bitkisel yağlar gibi sıvı bir faza ayırmak ve dağıtmak için kullanılır. Hielscher Ultrasonics tasarımları, üretir ve homojenizasyon ve deagglomeration uygulamaları her türlü için yüksek performanslı ultrasonik dağıtıcılar dağıtır.
Yağlayıcılarda nano-katkı maddelerinin ultrasonik dispersiyonu hakkında daha fazla bilgi edinmek için şimdi bize ulaşın!
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir:
| Numune Hacmi | Akış Oranı | Önerilen Cihaz |
|---|---|---|
| 1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | Uıp4000hdt |
| 15 ila 150L | 3 ila 15L/dak | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha büyük | grubu UIP16000 |
Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!
Hielscher Ultrasonik uygulamaları karıştırma, dağılım, emülsifikasyon ve laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte çıkarma için yüksek performanslı ultrasonik homojenler üretmektedir.
7 günlük hazırlıktan sonra PTFE nanoyağlayıcılar (A: baz yağ, B: 1 saat ultrasonikasyon ile PTFE nanoyağlayıcı, C: 30 dakika ultrasonikasyon ile PTFE nanoyağlayıcı).
(Çalışma ve resim: © Kumar ve ark., 2013)
Ultrasonikasyonun yağlayıcılarda Al2O3'ün dağılım stabilitesi üzerindeki etkisi.
(Çalışma ve grafik: © Sharif ve ark., 2017)
Bilinmesi Gereken Gerçekler
Yağlayıcılar nedir?
Yağlayıcıların veya yağlama yağlarının ana kullanımı, mekanik temastan ve ısıdan kaynaklanan sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmaktır. Yağlayıcılar, kullanımlarına ve bileşimlerine bağlı olarak motor yağları, şanzıman yağları, hidrolik sıvıları, dişli yağları ve endüstriyel yağlayıcılara ayrılır.
Bu nedenle, yağlayıcılar motorlu taşıtlarda ve endüstriyel makinelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. İyi yağlama sağlamak için, yağlama yağları tipik olarak% 90 baz yağ (çoğunlukla petrol fraksiyonları, yani mineral yağlar) ve% 10'dan az katkı maddesi içerir. Mineral yağlardan kaçınıldığında, bitkisel yağlar veya hidrojene poliolefinler, esterler, silikonlar, florokarbonlar ve diğerleri gibi sentetik sıvılar alternatif baz yağlar olarak kullanılabilir. Yağlayıcıların ana kullanımı, mekanik temastan kaynaklanan sürtünme ve aşınmayı azaltmanın yanı sıra sürtünme ısısı ve enerji kayıplarını azaltmaktır. Bu nedenle, yağlayıcılar motorlu taşıtlarda ve endüstriyel makinelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Aminik ve fenolik primer antioksidanlar, doğal asitler, peroksit ayrıştırıcılar ve pirazinler gibi antioksidatif maddeler, oksidatif direnci artırarak yağlayıcıların yaşam döngüsünü uzatır. Böylece baz yağ, termo-oksidatif bozulma azaltılmış ve gecikmiş biçimde meydana geldiğinden, ısı bozulmasına karşı korunur.
Yağlayıcı Çeşitleri
Sıvı yağlayıcılar: Sıvı yağlayıcılar genellikle bir tür baz yağa dayanır. Bu baz yağa, işlevselliği ve performansı artırmak için sıklıkla daha fazla madde eklenir. Tipik katkı maddeleri arasında örneğin su, mineral yağ, lanolin, bitkisel veya doğal yağ, nano katkı maddeleri vb. Bulunur.
Yağlayıcıların çoğunluğu sıvıdır ve kökenlerine göre iki gruba ayrılabilirler:
- Mineral yağlar: Mineral yağlar, ham petrolden rafine edilmiş yağlama yağlarıdır.
- Sentetik yağlar: Sentetik yağlar, yapay olarak modifiye edilmiş veya modifiye edilmiş petrolden sentezlenmiş bileşikler kullanılarak üretilen yağlama yağlarıdır.
Yağlama gresi is a solid or semisolid lubricant which consist in a liquid lubricant, which is thickened by dispersing thickening agents into it. In order to produce lubrication grease, lubricating oils are used as base oils and are the main ingredient. Lubrication grease contains approx. 70% to 80% of lubricating oil.
Nüfuz eden yağlayıcılar ve kuru yağlayıcılar çoğunlukla niş uygulamalar için uygulanan diğer tiplerdir.
Yukarıda örnek olarak listelenen nano katkı maddeleri, ultrasonik dağıtıcılar kullanılarak yağlayıcılara başarıyla karıştırılabilir.
Edebiyat / Referanslar
- 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 yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir laboratuvar için endüstriyel boyut.