Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng
Hóa học & Kỹ thuật mơi trường NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA MỠ ĐƯỢC CHẾ TẠO TRÊN CƠ SỞ CHẤT LÀM ĐẶC NANO SILICA/HEXAMETYLDISILAZAN Nguyễn Sơn Nam1*, Lê Quang Tuấn2, Lê Thanh Sơn3 Tóm tắt: Mỡ sở chất làm đặc nano silica quan tâm nghiên cứu đưa vào ứng dụng Trong đó, nghiên cứu phụ gia cho loại mỡ nhiệm vụ quan trọng trình chế tạo mỡ Nội dung báo nghiên cứu ảnh hưởng số loại phụ gia đến tính chất mỡ sở chất làm đặc nano silica biến tính hữu Các phụ gia khảo sát bao gồm: phụ gia giảm mài mòn, chống xước (tricrezyl photphat); phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại (P89); phụ gia chống oxi hóa (diphenylamin) Chất lượng mỡ đánh giá thông qua số phương pháp đo như: đo độ bền sương muối, đo độ bền chống oxi hóa đo khả giảm mài mịn, chống xước Từ khóa: Silica thickener, Grease, Modification, Additives MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật xuất loại máy móc, trang thiết bị Với thực tế đó, nhu cầu vật liệu bơi trơn, bảo vệ loại trang thiết bị ngày đòi hỏi cao chất lượng đa dạng hóa chủng loại Để cải thiện số tính chất mỡ bơi trơn chống ăn mòn kim loại, cần phải bổ sung vào mỡ số loại phụ gia nhằm nâng cao tính chất sử dụng mỡ [1] Chính vậy, việc nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng loại phụ gia số hệ mỡ bôi trơn cần thiết Hiện nay, để chế tạo mỡ, chất làm đặc chất gốc xà phòng, nhiều nhà khoa học nghiên cứu sử dụng chất làm đặc vật liệu vô thể rắn, mang đặc tính phân tán cao Trong đó, silica biến tính hữu hợp chất điển hình [6] Để chế tạo mỡ sở chất làm đặc silica, việc lựa chọn phụ gia vấn đề quan trọng cần quan tâm nghiên cứu Muốn lựa chọn phụ gia, yếu tố chất lượng cần quan tâm đến khả tương hợp loại phụ gia đến tính chất mỡ Tuy nhiên, cơng trình nghiên cứu phụ gia cho thêm vào mỡ với thành phần dầu khoáng chất làm đặc nano silica cịn [5] Do vậy, nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng số phụ gia đến tính chất mỡ như: phụ gia giảm mài mịn, chống xước (tricrezyl photphat); phụ gia bảo vệ, chống ăn mịn kim loại (P89); phụ gia chống oxi hóa (diphenylamin) [1] Về mặt lý thuyết, phụ gia lựa chọn hexametyldisilazan, P89, tricrezyl photphat hợp chất hữu tan tốt mỡ Bên cạnh đó, phụ gia mang tính kiềm nên chúng khơng tạo phản ứng hóa học với Trên thực tế, để đánh giá ảnh hưởng phụ gia tính chất mỡ cần thực số nghiên cứu xác định độ ổn định oxi hóa, khảo sát khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại xác định mức độ giảm mài mòn, chống xước THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu, hóa chất Nano silica sử dụng làm chất làm đặc cho mỡ chế tạo từ vỏ trấu, sau biến tính hexametyldisilazan (đã khảo sát riêng) [3]; sản phẩm sau biến tính có kích thước khoảng (40 50) nm, diện tích bề mặt riêng 100 m2/g Dầu SN500 phân đoạn dầu nặng, sơi khoảng (450 ÷ 500) oC [4] Phụ gia tricrezyl photphat hãng Merck Đức sản xuất Phụ gia P89 hợp chất dầu nitro hóa, oxi hóa Viện Hóa học - Vật liệu / Viện Khoa học Công nghệ quân chế tạo [2] Hexametyldisilazan hãng Merck Đức sản xuất 178 N S Nam, L Q Tuấn, L T Sơn, “Nghiên cứu ảnh hưởng … hexametyldisilazan.” Nghiên cứu khoa học công nghệ 2.2 Chế tạo mỡ sở chất làm đặc nano silica biến tính hữu phụ gia tương hợp Lấy 770g dầu SN500 vào bình chế tạo mỡ chun dụng có dung tích lít Tiếp tục bổ sung 190g silica biến tính hexametyldisilazan (HMDS) kết hợp với khuấy trộn nhiệt độ phòng thời gian 30 phút, tốc độ khuấy 90 vòng/phút Sau hỗn hợp đồng nhất, nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 200oC, khuấy giữ nhiệt độ thời gian đến hỗn hợp keo hóa hoàn toàn Hạ nhiệt độ xuống 110oC, khuấy phối trộn thêm phụ gia với hàm lượng khác Phụ gia sử dụng gồm: phụ gia chống oxi hóa (hexametyldisilazan); phụ gia giảm mài mòn, chống xước (tricrezyl photphat); phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại (P89) Cuối làm nguội, ổn định tạo cấu trúc mỡ đồng 25oC thời gian 40 đến 48 Trong trình khuếch tán tăng nhiệt độ, hỗn hợp cần khuấy trộn tránh bị nhiệt cục làm phá vỡ cấu trúc hệ thống gel vừa tạo 2.3 Các phương pháp thiết bị nghiên cứu Để đánh giá hiệu phụ gia chống ăn mòn kim loại bổ sung vào mỡ, phương pháp đo độ bền sương muối theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7699-2-52: 2007 áp dụng nghiên cứu Phương pháp thử nghiệm thiết bị Erichsen Đức Hiệu bảo vệ kim loại P89 nghiên cứu khảo sát thông qua mối quan hệ hàm lượng phụ gia P89 hiệu bảo vệ kim loại mẫu kim loại thép (CT3), đồng, nhôm phủ mỡ Điều kiện thử nghiệm áp dụng mức khắc nghiệt 3, gồm chu kỳ phun (1 chu kỳ = 24 giờ) Trong chu kỳ, phun sương muối liên tục giờ, sau lưu trữ bảo quản ẩm từ (20 ÷ 22) Sau chu kỳ phun sương muối giai đoạn bảo quản ngày điều kiện khí tiêu chuẩn thử nghiệm, nhiệt độ (23 ± 2) oC, độ ẩm từ (45 ÷ 55) % Độ bền chống oxi hóa mỡ xác định thơng qua phép thử trạng thái tĩnh, theo tiêu chuẩn ASTM D942, thiết bị hãng Koehler - Đức chế tạo Để khảo sát ảnh hưởng phụ gia hexametyldisilazan tới độ ổn định oxi hóa mỡ, phụ gia hexametyldisilazan thêm vào với nồng độ thay đổi từ 0,1 đến 0,5% khối lượng mỡ Thử nghiệm điều kiện: nhiệt độ 99oC (210 oF); tốc độ gia nhiệt 1oC/phút; áp suất nạp oxi ban đầu 110 psi (758,4 kPa); nồng độ oxi tối thiểu đạt 99,5% độ tinh khiết; thời gian thử 100 Trong trình thử nghiệm, thành phần dầu gốc chất làm đặc mỡ bị oxi hóa, mỡ bị khơ cứng lại, đổi màu tạo nhựa Sự oxi hóa làm giảm áp suất hệ thử nghiệm Do vậy, mỡ có độ giảm áp suất thấp thể khả chống oxi hóa cao, đồng nghĩa với độ bền oxi hóa cao ngược lại Khả giảm mài mịn, chống xước mỡ tiêu quan trọng nhằm xác định khả bôi trơn mỡ Phương pháp theo tiêu chuẩn ASTM D 2266 thiết bị hãng Koehler - Đức chế tạo Trong phép thử, mẫu mỡ bổ sung phụ gia tricrezyl photphat với nồng độ thay đổi từ (0,1 ÷ 0,5) % khối lượng Hàm lượng phụ gia xác định sở mức độ mài mòn thấp thiết bị đo mài mòn bi Các phép đo tiến hành Viện Hóa học Vật liệu/Viện Khoa học Công nghệ quân Phịng hóa nghiệm xăng dầu - Học viện Hậu cần KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự ảnh hưởng phụ gia chống oxi hóa diphenylamin Theo tiêu chuẩn ASTM D942, điều kiện đo, mỡ có độ giảm áp suất thấp có khả chống oxi hóa cao Kết đưa bảng cho thấy, không sử dụng phụ gia, độ giảm áp suất mỡ mức tương đối nhỏ (6 psi) Sự bền oxi hóa mỡ cho rằng, khác với mỡ chế tạo từ xà phòng kim loại dễ bị oxi hóa, mỡ sở chất làm đặc nano silica biến tính hữu có tính bền vững nhiều Mỡ có tính chất đặc biệt độ ổn định nhiệt độ khả chống oxi hóa cao Chính vậy, chưa bổ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 55, 06 - 2018 179 Hóa học & Kỹ thuật mơi trường sung phụ gia chống oxi hóa loại mỡ bền vững môi trường bị oxi hóa Khi bổ sung phụ gia hexametyldisilazan vào mỡ với lượng nhỏ (0,1 % khối lượng), độ giảm áp suất mỡ có thay đổi đáng kể (giảm 4,2 psi) Điều chứng tỏ, hexametyldisilazan phụ gia có vai trị quan trọng việc ổn định tính oxi hóa cho mỡ Tiếp tục tăng hàm lượng hexametyldisilazan lên, độ giảm áp suất mỡ tiếp tục giảm Với khoảng 0,4% khối lượng hexametyldisilazan áp suất giảm psi (13,8 kPa) Tuy nhiên, tiếp tục tăng hàm lượng hexametyldisilazan lên 0,4% khối lượng, độ giảm áp suất mỡ khơng có thay đổi Từ kết nghiên cứu trên, lựa chọn phụ gia hexametyldisilazan làm tác nhân chống oxi hóa cho mỡ với hàm lượng 0,4% khối lượng phù hợp Bảng Độ giảm áp suất mỡ sử dụng phụ gia diphenylamine Hàm lượng diphenylamin, % Độ giảm áp suất, Giới hạn độ giảm áp khối lượng psi suất, psi 01 6,0 5,0 02 0,1 4,2 5,0 03 0,2 3,1 5,0 04 0,3 2,2 5,0 05 0,4 2,0 5,0 06 0,5 2,0 5,0 3.2 Sự ảnh hưởng phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại P89 Đối với loại mỡ bơi trơn chống ăn mịn kim loại nói chung, yếu tố bảo vệ bề mặt kim loại, chống lại tạo gỉ yếu tố quan trọng mà mỡ cần phải đạt Kết đo ảnh hưởng phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại đưa bảng Bảng Khả bảo vệ kim loại thép (CT3), đồng, nhôm mỡ với hàm lượng phụ gia P89 khác Kim loại Hàm lượng Thép Đồng Nhôm STT P89, % Mức khắc Mức khắc Mức khắc khối nghiệt 3, Ghi nghiệt 3, Ghi nghiệt 3, Ghi lượng % gỉ % gỉ % gỉ Mỡ Mỡ Mỡ 0,0 90 chuyển 90 chuyển 85 chuyển màu màu màu Mỡ Mỡ Mỡ 0,5 45 chuyển 40 chuyển 35 chuyển màu màu màu Mỡ biến Mỡ biến Mỡ biến 1,0 30 25 15 đổi màu đổi màu đổi màu Mỡ khơng Mỡ biến Mỡ biến 1,5