Chất bôi trơn với các chức năng được cải thiện bởi 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 nanosphere vỏ lõi được phân tán đồng đều và phân tán đơn trong chất bôi trơn. Siêu âm phân tán đã được chứng minh là phương pháp trộn đáng tin cậy và hiệu quả, cung cấp phân phối hạt nano đồng nhất và ngăn chặn sự kết tập.

Làm thế nào để phân tán 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 làm giảm ma sát và mài mòn. Cải thiện tribological như vậy giúp tăng cường đáng kể việc bảo tồn 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 cellulose nano tinh thể yêu cầu máy trộn cắt cao tập trung phân tán và phân tách các vật liệu nano đồng đều thành các hạt đơn lẻ. Tạo ra các trường năng lượng dày đặc độc đáo, ultrasonication bằng cách sử dụng đầu dò siêu âm công suất cao đã được chứng minh tính ưu việt trong xử lý vật liệu nano và do đó là phương pháp được thiết lập cho sự phân tán nano.
Molseh et al. (2009) đã chỉ ra rằng sự 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. Như siêu âm cavitation tạo ra điều kiện độc đáo năng lượng dày đặc, ultrasonication loại thăm dò vượt trội kỹ thuật phân tán thông thường trong 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 tribological 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 hàng trăm nanomet. Nồng độ lý tưởng của các chất 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 siêu hình 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 carbon như ống nano carbon (CNTs), than chì và graphene. Các chất phụ gia cụ thể được sử dụng để cải thiện tính chất cụ thể của dầu bôi trơn. Ví dụ, chất bôi trơn phòng ngừa 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 các chất phụ gia chống mài mòn như triarylphosphate và kẽm dialkyldithiophosphate.
Máy đồng nhất loại đầu dò siêu âm là máy trộn đáng tin cậy và được sử dụng để xây dựng chất bôi trơn hiệu suất cao. Nổi tiếng là vượt trội khi nói đến việc chuẩn bị huyền phù kích thước nano, sonication là hiệu quả cao cho sản xuất công nghiệp của dầu bôi trơn.

Siêu âm phân tán oxit nhôm (Al2O3) dẫn đến giảm kích thước hạt đáng kể và phân tán đồng đều.

Sản xuất chất bôi trơn với 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 một phân phối kích thước hạt rất tốt. Lực siêu âm (sonomechanical) 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, NPs vỏ lõi, NPs pha tạp).
Máy trộn cắt cao siêu âm có thể giúp rất nhiều để sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao một cách hiệu quả!

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 mỡ bôi trơn. Ví dụ, tinh thể nano cellulose (CNC) là nghiên cứu và thử nghiệm cho việc xây dựng chất bôi trơn xanh. Zakani et al. (2022) đã chứng minh rằng – so với huyền phù bôi trơn không rõ ràng – chất bôi trơn CNC sonicated có thể làm giảm COF (hệ số ma sát) và hao mòn gần 25 và 30% tương ứng. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng xử lý ultrasonication có thể cải thiện đáng kể hiệu suất bôi trơn của huyền phù nước CNC.

Bộ 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). Sự 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 chất kết tụ nhằm giải phóng các phẩm chất của các hạt quy mô nano. Ultrasonicators nổi tiếng là chất phân tán mạnh mẽ và đáng tin cậy, do đó được sử dụng để deagglomerate và phân phối các vật liệu khác nhau như oxit nhôm, ống nano, graphene, khoáng chất và nhiều vật liệu khác đồng nhất vào một pha lỏng như dầu khoáng, tổng hợp hoặc 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 hóa và deagglomeration.
Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để tìm hiểu thêm về sự phân tán siêu âm của phụ gia nano trong chất bôi trơn!

Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm: