Chất bôi trơn với các chức năng được cải thiện hạt nano
Dầu bôi trơn có thể được hưởng lợi rất nhiều từ các chất phụ gia nano, giúp giảm ma sát và mài mòn. Tuy nhiên, điều quan trọng là các chất phụ gia nano như hạt nano, lớp đơn graphene hoặc các quả cầu nano vỏ lõi được phân tán đồng đều và đơn lẻ trong chất bôi trơn. Phân tán siêu âm đã được chứng minh là phương pháp trộn đáng tin cậy và hiệu quả, cung cấp sự phân bố hạt nano đồng nhất và ngăn chặn sự kết tụ.
Làm thế nào để phân tán các chất phụ gia nano trong chất lỏng bôi trơn? – Với Ultrasonics!
Sử dụng phụ gia nano trong chất bôi trơn được coi là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để cải thiện các đặc tính ma sát giảm ma sát và mài mòn. Cải tiến ma sát như vậy giúp tăng cường đáng kể tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải, do đó giảm tác động đến môi trường.
Thách thức của chất bôi trơn cải tiến nano nằm ở việc trộn: Vật liệu nano như hạt nano hoặc nano cellulose tinh thể yêu cầu máy trộn có độ cắt cao tập trung để phân tán và tháo gỡ các vật liệu nano đồng đều thành các hạt đơn lẻ. Tạo ra các trường dày đặc năng lượng độc đáo, siêu âm sử dụng đầu dò siêu âm công suất cao đã được chứng minh là ưu việt trong quá trình xử lý vật liệu nano và do đó là phương pháp được thiết lập cho phân tán nano.
Molseh et al. (2009) cho thấy rằng độ ổn định phân tán của ba hạt nano khác nhau (molypden disulfide (MoS2), vonfram disulfide (WS2) và boron nitride lục giác (hBN)) trong CIMFLO 20 với xử lý siêu âm tốt hơn so với lắc và khuấy cơ học. Vì xâm thực siêu âm tạo ra các điều kiện dày đặc năng lượng độc đáo, siêu âm kiểu đầu dò vượt trội hơn các kỹ thuật phân tán thông thường về hiệu quả và hiệu quả.
Các đặc điểm của hạt nano như kích thước, hình dạng và nồng độ đang ảnh hưởng đến tính chất ma sát của chúng. Trong khi kích thước nano lý tưởng khác nhau về sự phụ thuộc của vật liệu, hầu hết các hạt nano cho thấy chức năng cao nhất trong phạm vi từ mười đến trăm nanomet. Nồng độ lý tưởng của phụ gia nano trong dầu bôi trơn chủ yếu là từ 0,1–5,0%.
Các hạt nano oxit như Al2O3, CuO hoặc ZnO được sử dụng rộng rãi làm hạt nano cải thiện hiệu suất ma sát của chất bôi trơn. Các chất phụ gia khác bao gồm phụ gia không tro, chất lỏng ion, este borat, vật liệu nano vô cơ, cấu trúc nano có nguồn gốc từ carbon như ống nano carbon (CNT), than chì và graphene. Các chất phụ gia cụ thể được sử dụng để cải thiện các đặc tính cụ thể của dầu bôi trơn. Ví dụ, chất bôi trơn chống mài mòn có chứa các chất phụ gia áp suất cực cao như molypden disulfide, than chì, olefin lưu huỳnh và phức hợp dialkyldithiocarbamate hoặc phụ gia chống mài mòn như triarylphosphates và kẽm dialkyldithiophosphate.
Máy đồng nhất kiểu đầu dò siêu âm là máy trộn đáng tin cậy và được sử dụng để pha chế chất bôi trơn hiệu suất cao. Nổi tiếng là vượt trội khi điều chế huyền phù có kích thước nano, siêu âm có hiệu quả cao cho việc sản xuất dầu bôi trơn công nghiệp.
- Cải thiện hiệu suất ma sát
- Kết hợp phụ gia nano đồng nhất
- Chất bôi trơn gốc dầu thực vật
- Chuẩn bị tribofilm
- Chất lỏng tạo hình kim loại tấm
- chất lỏng nano để cải thiện hiệu quả làm mát
- Chất lỏng ion trong chất bôi trơn gốc nước hoặc dầu
- chất lỏng chuốt
Sản xuất chất bôi trơn bằng phụ gia nano
Để sản xuất dầu bôi trơn gia cố nano, vật liệu nano đầy đủ và kỹ thuật phân tán mạnh mẽ, hiệu quả là rất quan trọng. Nếu không có sự phân tán nano ổn định lâu dài và đáng tin cậy, không thể sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao.
Trộn và phân tán siêu âm là một phương pháp được thiết lập để sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao. Dầu gốc của chất bôi trơn được gia cố bằng các chất phụ gia như vật liệu nano, polyme, chất ức chế ăn mòn, chất chống oxy hóa và các cốt liệu mịn khác. Lực cắt siêu âm có hiệu quả cao trong việc cung cấp sự phân bố kích thước hạt rất mịn. Lực siêu âm (cơ siêu âm) có khả năng nghiền ngay cả các hạt chính và được áp dụng để chức năng hóa các hạt, do đó các hạt nano thu được cung cấp các đặc tính vượt trội (ví dụ: sửa đổi bề mặt, NP vỏ lõi, NP pha tạp).
Máy trộn siêu âm có độ cắt cao có thể giúp sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao một cách hiệu quả!

Hỗn hợp dầu với kẽm dialkyldithiophosphate (ZDDP) và các hạt nano PTFE biến tính bề mặt (PHGM) sau khi phân tán siêu âm.
(Nghiên cứu và hình ảnh: Sharma et al., 2017)
Phụ gia nano mới trong dầu bôi trơn
Các chất phụ gia có kích thước nano mới được phát triển để cải thiện hơn nữa các chức năng và hiệu suất của dầu bôi trơn và mỡ bôi trơn. Ví dụ, tinh thể nano cellulose (CNC) là nghiên cứu và thử nghiệm để tạo ra chất bôi trơn xanh. Zakani et al. (2022) đã chứng minh rằng – so với hệ thống treo bôi trơn không siêu âm – Chất bôi trơn CNC sonicated có thể làm giảm COF (hệ số ma sát) và hao mòn lần lượt gần 25% và 30%. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng xử lý siêu âm có thể cải thiện đáng kể hiệu suất bôi trơn của huyền phù nước CNC.
Máy phân tán siêu âm hiệu suất cao để sản xuất chất bôi trơn
Khi phụ gia nano được sử dụng trong các quy trình sản xuất công nghiệp như sản xuất dầu bôi trơn, điều quan trọng là bột khô (tức là vật liệu nano) phải được trộn đồng nhất thành pha lỏng (dầu bôi trơn). Phân tán hạt nano đòi hỏi một kỹ thuật trộn đáng tin cậy và hiệu quả, áp dụng đủ năng lượng để phá vỡ các kết tụ nhằm giải phóng phẩm chất của các hạt quy mô nano. Máy siêu âm được biết đến là chất phân tán mạnh mẽ và đáng tin cậy, do đó được sử dụng để phân tụ và phân phối các vật liệu khác nhau như oxit nhôm, ống nano, graphene, khoáng chất và nhiều vật liệu khác đồng nhất thành pha lỏng như dầu khoáng, tổng hợp hoặc dầu thực vật. Hielscher Ultrasonics thiết kế, sản xuất và phân phối máy phân tán siêu âm hiệu suất cao cho bất kỳ loại ứng dụng đồng nhất và khử kết tụ nào.
Liên hệ ngay với chúng tôi để tìm hiểu thêm về phân tán siêu âm của các chất phụ gia nano trong chất bôi trơn!
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:
Khối lượng hàng loạt | Tốc độ dòng chảy | Thiết bị được đề xuất |
---|---|---|
1 đến 500mL | 10 đến 200ml / phút | UP100H |
10 đến 2000mL | 20 đến 400ml / phút | UP200Ht, UP400ST |
0.1 đến 20L | 0.2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdt |
15 đến 150L | 3 đến 15L / phút | UIP6000hdT |
N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
N.A. | Lớn | Cụm UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy hỏi chúng tôi!
Sự thật đáng biết
Chất bôi trơn là gì?
Công dụng chính của chất bôi trơn hoặc dầu bôi trơn là để giảm ma sát và mài mòn do tiếp xúc cơ học cũng như nhiệt. Tùy thuộc vào công dụng và thành phần của chúng, chất bôi trơn được chia thành dầu động cơ, dầu hộp số, dầu thủy lực, dầu hộp số và dầu bôi trơn công nghiệp.
Do đó, dầu nhờn được sử dụng rộng rãi trong xe cơ giới cũng như trong máy móc công nghiệp. Để cung cấp dầu bôi trơn tốt, dầu bôi trơn thường chứa 90% dầu gốc (chủ yếu là các phần dầu mỏ, tức là dầu khoáng) và ít hơn 10% phụ gia. Khi tránh dầu khoáng, dầu thực vật hoặc chất lỏng tổng hợp như polyolefin hydro hóa, este, silicon, fluorocarbons và nhiều loại khác có thể được sử dụng làm dầu gốc thay thế. Công dụng chính của chất bôi trơn là giảm ma sát và mài mòn do tiếp xúc cơ học cũng như giảm tổn thất nhiệt và năng lượng ma sát. Do đó, dầu nhờn được sử dụng rộng rãi trong xe cơ giới cũng như trong máy móc công nghiệp.
Các chất chống oxy hóa như chất chống oxy hóa sơ cấp aminic và phenolic, axit tự nhiên, chất phân hủy peroxide và pyrazine kéo dài vòng đời của chất bôi trơn bằng cách tăng khả năng chống oxy hóa. Do đó, dầu gốc được bảo vệ chống lại sự suy thoái nhiệt khi sự phân hủy oxy hóa nhiệt xảy ra ở dạng giảm và trễ.
Các loại chất bôi trơn
Chất bôi trơn lỏng: Chất bôi trơn lỏng thường dựa trên một loại dầu gốc. Đối với dầu gốc này, thường các chất khác được thêm vào để cải thiện chức năng và hiệu suất. Các chất phụ gia điển hình bao gồm ví dụ, nước, dầu khoáng, lanolin, dầu thực vật hoặc dầu tự nhiên, phụ gia nano, v.v.
Phần lớn chất bôi trơn là chất lỏng và chúng có thể được phân loại theo nguồn gốc của chúng thành hai nhóm:
- Dầu khoáng: Dầu khoáng là dầu bôi trơn được tinh chế từ dầu thô.
- Dầu tổng hợp: Dầu tổng hợp là dầu bôi trơn được sản xuất bằng các hợp chất được biến đổi nhân tạo hoặc tổng hợp từ dầu mỏ biến tính.
Mỡ bôi trơn là một chất bôi trơn rắn hoặc bán rắn bao gồm một chất bôi trơn lỏng, được làm đặc bằng cách phân tán các chất làm đặc vào nó. Để sản xuất mỡ bôi trơn, dầu bôi trơn được sử dụng làm dầu gốc và là thành phần chính. Mỡ bôi trơn chứa khoảng 70% đến 80% dầu bôi trơn.
Chất bôi trơn thẩm thấu và chất bôi trơn khô là các loại khác, được áp dụng chủ yếu cho các ứng dụng thích hợp.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- László Vanyorek, Dávid Kiss, Ádám Prekob, Béla Fiser, Attila Potyka, Géza Németh, László Kuzsela, Dirk Drees, Attila Trohák, Béla Viskolcz (2019): Application of nitrogen doped bamboo-like carbon nanotube for development of electrically conductive lubricants. Journal of Materials Research and Technology, Volume 8, Issue 3, 2019. 3244-3250.
- 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 sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.