Nghiên cứu, chế tạo phụ gia giảm ma sát, chống ăn mòn kim loại trên cơ sở Graphite biến tính

1 MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN .7 LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÔI TRƠN 1.1.1 Định nghĩa chất bôi trơn 1.1.2.1 Bôi trơn thuỷ động 10 1.1.2.2 Bôi trơn màng mỏng 10 1.1.2.4 Bôi trơn thuỷ động đàn hồi .11 1.1.2 Dầu bôi trơn .12 1.1.2.1 Thành phần dầu bôi trơn .12 1.1.2.1 Dầu gốc .13 1.1.2.2 Phụ gia cho dầu bôi trơn.[8] 14 1.1.3 Mỡ bôi trơn 15 1.1.3.1 Giới thiệu mỡ bôi trơn.[3] .15 1.1.3.2 Các tính chất mỡ bôi trơn [3] .16 1.1.3.3 Thành phần mỡ bôi trơn.[3] .17 1.1.4 Bôi trơn rắn 22 1.1.4.1 Giới thiệu chất bôi trơn rắn [2] 22 1.1.4.2 Sơ lược vài sản phẩm bôi trơn rắn [2] 23 1.2 TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA BƠI TRƠN, CHỐNG ĂN MỊN 26 1.2.2 Giới thiệu phụ gia bôi trơn 26 1.2.3 Phụ gia tăng số độ nhớt [2] 26 1.2.3.1 Polyisobuten .28 1.2.3.2 Este axit polymetacrylic .28 1.2.3.3 Các polyme từ hợp chất dien 29 1.2.3.4 Các polyolefin .29 1.2.3.5 Polyankylstyren 29 1.2.3.6 Phụ gia số độ nhớt đa chức 29 1.2.4 Phụ gia Tribology 29 1.2.4.1 Phụ gia biến tính ma sát [2] .30 1.2.4.2 Các phụ gia cực áp ( phụ gia EP) [2] 31 1.2.4.3 Phụ gia chống mài mòn AW [2] 37 1.2.5 Phụ gia chống ăn mòn kim loại cho dầu 37 1.2.5.1 Phụ gia chống oxy hóa từ hợp chất amin 39 1.2.5.2 Phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại dầu nitro hóa .39 1.2.5.3 Phụ gia ức chế gỉ 40 1.2.6 Phụ gia nano 40 1.2.6.1 Giới thiệu phụ gia nano 40 1.2.6.3 Lựa chọn phương pháp biến tính Graphite với axit stearic làm phụ gia 44 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 45 2.1 HOÁ CHẤT VÀ THIẾT BỊ CẦN THIẾT .45 2.1.1 Hóa chất 45 2.1.2 Thiết bị 46 2.1.3 Dụng cụ 46 2.1.4 Lắp đặt tiến hành thí ngiệm .46 2.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 47 2.2.1 Tiến hành thí nghiệm 47 2.2.2 Khảo sát pha chế phụ gia vào dầu gốc SN500 49 2.2.2.1 Dầu gốc SN500 49 2.2.2.2 Pha chế phụ gia với dầu SN500 50 2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TỔNG HỢP 51 2.3.1 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại IR .51 2.3.2 Phương pháp sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) 52 2.4 KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CỦA PHỤ GIA 53 2.4.1 Khảo sát chống mài mòn theo ASTM D 2783 53 2.4.2 Khảo sát khả chống ăn mòn 55 2.4.2.1 Khảo sát tính chống ăn mịn phương pháp đo đường cong phân cực .55 2.4.2.2 Khảo sát tính chống ăn mòn phương pháp thử ăn mòn đồng 100 0C ( ASTM D130) 57 2.4.3 Khảo sát trị số axit 58 2.4.4 Khảo sát độ nhớt theo TCVN 3171 59 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 60 3.1 KẾT QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PHỤ GIA TRÊN CƠ SỞ GRAPHITE BIẾN TÍNH 60 3.1.1 Kết khảo sát sản phẩm giai đoạn oxi hoá 60 3.1.1.1 Kết từ phổ IR .60 3.1.1.2 Kết thử độ tan nước trước sau oxi hoá Graphite 62 3.1.1.3 Kết từ ảnh SEM 62 3.1.2 Kết kiểm tra sản phẩm giai đoạn biến tính Graphite oxi hố axit stearic (sản phẩm Graphite oxi hố – SA biến tính) 64 3.1.2.1 Kết từ phổ IR .64 3.1.2.2 Kết thử độ tan dầu trước vào sau biến tính Graphite oxi hố 65 3.1.2.3 Kết từ ảnh SEM 66 3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QÚA TRÌNH TỔNG HỢP PHỤ GIA TRÊN CƠ SỞ GRAPHITE BIẾN TÍNH 67 3.2.1 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn oxi hoá 67 3.2.1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ chất chất tham gia phản ứng 67 3.2.1.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng 70 3.2.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn biến tính graphite oxi hố axit stearic 71 3.2.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ chất chất tham gia phản ứng .71 3.2.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng 72 3.3 KẾT QUẢ PHÉP ĐO CHỐNG MÀI MÒN .73 3.4 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HIỆU QUẢ BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN 73 3.4.1 Kết đo hiệu bảo vệ ăn mòn phương pháp đo đường cong phân cực 73 3.4.1.1 Với mẫu M2- Tỉ lệ GO/SA = 1: 73 3.4.1.2 Với mẫu M1- Tỉ lệ GO : SA = : .75 3.4.1.3 Kết luận 77 3.4.2 Kết q trình khảo sát ăn mịn đồng 100 0C thiết bị ổn nhiệt nhiều .77 3.5 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỘ NHỚT 78 3.5.1 Đối với mẫu M1 tỉ lệ GO: SA= 1:1 78 3.5.2 Đối với mẫu M2 tỉ lệ GO: SA= 1: 78 3.6 KẾT QUẢ KHẢO SÁT TRỊ SỐ AXIT .79 3.6.1 Đối với mẫu M1 tỉ lệ GO : SA = : 79 3.6.2 Đối với mẫu M2 tỉ lệ GO : SA= : 80 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 85 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT Số hình vẽ Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Chế độ bơi trơn thuỷ động 12 Hình 1.2 Chế độ bơi trơn màng mỏng 13 Hình 1.3 Chế độ bơi trơn hỗn hợp 13 Hình 1.4 Chế độ bơi trơn thuỷ động đàn hồi 14 Hình 1.5 Giản đồ Stribeck 14 Hình 1.6 Sự hình thành lớp màng bảo vệ lên bề mặt kim loại 40 Hình 1.7 SEM nano vonfram disulfide 44 Hình 1.8 Ống nano cacbon 44 Hình 1.9 Mơ hình cấu tạo Graphite 45 10 Hình 2.1 Lắp đặt thiết bị thí nghiệm cho giai đoạn oxi hố 49 11 Hình 2.2 Máy quang phổ hồng ngoại FTIR IMPACT 410 54 12 Hình 2.3 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 55 13 Hình 2.4 Máy bốn bi 56 14 Hình 2.5 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc đường kính vết xước vào tải trọng 57 15 Hình 2.6 Hệ thiết bị đo ăn mịn CCM-HH1 viện KH&CN Quân Sự 59 16 Hình 2.7 Tấm inox làm điện cực đối, điện cực đồng thép phịng thí nghiệm nhiên liệu, dầu mỡ 59 17 Hình 2.8 Kết phép đo điện hóa hiển thị hình máy tính 60 18 Hình 2.9 Thiết bị đo ăn mòn đồng viện KH&CN Quân Sự 57 19 Hình 2.10 Bảng màu thị độ ăn mịn đồng 61 20 Hình 2.11 Thiết bị đo độ nhớt động học viện KH&CN Quân Sự 62 21 Hình 3.1 Phổ IR nguyên liệu Graphite 63 22 Hình 3.2 Phổ IR sản phẩm giai đoạn oxi hố 64 23 Hình 3.3 (a): Graphite chưa oxi hoá; (b): Graphite sau oxi hố 65 24 Hình 3.4 SEM ngun liệu Graphite 65 25 Hình 3.5 SEM Graphite oxi hóa 66 26 Hình 3.6 Phổ hồng ngoại M2 66 27 Hình 3.7 Phổ hồng ngoại M1 67 28 Hình 3.8 (a): Graphite oxi hố chưa biến tính; (b) Graphite oxi hố sau biến tính 68 29 Hình 3.9 SEM Graphite oxi hố - SA biến tính 69 30 Hình:3.10 Đồ thị thể thay đổi độ pH 71 theo tỉ lệ Chất oxi hoá/ Graphite 31 Hình 3.11 Đồ thị thể thay đổi hiệu bảo vệ ăn mòn đồng theo nồng độ phần trăm phụ gia ứng với tỉ lệ Graphite oxi hố : SA=1 : 77 32 Hình:3.12 Đồ thị thể đường cong tafen ứng 77 với tỷ lệ Graphite oxi hóa : SA =1 : 33 Hình 3.13 Đồ thị thể thay đổi hiệu bảo vệ ăn mòn đồng theo nồng độ phần trăm phụ gia ứng với tỉ lệ Graphite oxi hoá : SA=1 : 78 34 Hình 3.14 Đồ thị thể đường cong tafen ứng 79 với tỷ lệ Graphite oxi hóa : SA = : 35 Hình 3.15 Đồ thị thể thay đổi độ nhớt theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1:1 81 36 Hình 3.16 Đồ thị thể thay đổi độ nhớt theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1: 82 37 Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn thay đổi trị số axit theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1: 83 38 Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn thay đổi trị số axit theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1: 84 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Thành phấn hoá học dầu gốc 15 Bảng 1.2 Những ưu điểm dầu nhờn tổng hợp so với dầu nhờn khống 16 Bảng 1.3 Đặc tính loại mỡ bôi trơn 22 Bảng 1.4 Hệ số ma sát chất bôi trơn rắn khác 26 Bảng 2.1 Biểu thị mẫu nghiền theo tỷ lệ GO/SA 51 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật dầu SN500 52 Bảng 2.3 Pha phụ gia có tỉ lệ GO : SA : 53 Bảng 2.4 Pha phụ gia có tỉ lệ GO : SA : 53 Bảng 3.1 Thông số tỉ lệ chất tham gia phản ứng mẫu khảo sát 70 10 Bảng 3.2 Đánh giá tổng quan mẫu khảo sát theo tỉ lệ chất tham gia phản ứng 70 11 Bảng 3.3 Khảo sát thông số nhiệt độ trường hợp 72 12 Bảng 3.4 Đánh giá tổng quan mẫu khảo sát theo nhiệt độ phản ứng 72 13 Bảng 3.5 Các mẫu nghiền 73 14 Bảng 3.6 Kết đánh giá thu từ khảo sát tỉ lệ chất chất tham gia phản ứng giai đoạn biến tính Graphite oxi hố axit steaic 74 15 Bảng 3.7 Kết thu từ phần khảo sát thời gian phản ứng giai đoạn biến tính Graphite oxi hố axit steaic 75 16 Bảng 3.8 Kết phép đo tải trọng hàn dính 75 17 Bảng 3.9 Hiệu bảo vệ ăn mòn đồng nồng độ 76 khác với mẫu tỉ lệ GO : SA = 1: 18 Bảng 3.10 Hiệu bảo vệ ăn mòn đồng nồng độ khác với mẫu tỉ lệ GO : SA = 1: 88 19 Bảng 3.11 Kết mức độ đổi màu đồng 100 0C 3h 80 20 Bảng 3.12 Kết đo độ nhớt với tỉ lệ GO : SA = 1: 80 21 Bảng 3.13 Kết đo độ nhớt với tỉ lệ GO : SA = 1: 81 22 Bảng 3.14 Kết phép đo tri số axit với tỉ lệ GO : SA = 1: 82 23 Bảng 3.15 Kết phép đo tri số axit với tỉ lệ GO : SA = 1: 83 LỜI MỞ ĐẦU Hiện giới phát triển nhiều chủng loại máy móc, động có khả làm việc với cường độ cao, vấn đề nguyên liệu phục vụ cho động cơ, máy móc làm việc có hiệu quả, tiết kiệm nguyên liệu đồng thời không gây tác động đến môi trường cần thiết cấp bách Một nguyên liệu làm tăng khả làm việc động dầu bôi trơn Dầu gốc chứa phân tử hydrocacbon nặng có tính chất hố lý tương tự dầu thành phẩm Tuy nhiên, khơng thể sử dụng loại dầu tính chất hố lý chưa dáp ứng u cầu bảo vệ động Để cải thiện tính phải pha thêm thành phần phụ chất phụ gia Phụ gia chất có tác dụng cải thiện hay nhiều tính chất định dầu gốc, yêu cầu phụ gia hoà tan tương hợp với dầu gốc Các chất phụ gia phân chia theo chức chống oxi hoá, chống ăn mòn, chống gỉ, phụ gia tăng số độ nhớt… Trong chống mài mịn, chống oxi hố quan trọng cho dầu động Vì luận án: “Nghiên cứu, chế tạo phụ gia giảm ma sát, chống ăn mịn kim loại sở Graphite biến tính” mục đích là: - Tìm hiểu phụ gia giảm ma sát chống mài mòn, chống gỉ cho dầu - Nghiên cứu chế tạo loại phụ gia đa chức năng, vừa có tính chống mài mịn, giảm ma sát vừa có tính chống ăn mịn kim loại cho dầu, sở graphite biến tính Đây nội dung nghiên cứu hoàn toàn mở ứng dụng vật liệu bơi trơn nói chung dầu, mỡ bơi trơn nói riêng, góp phần lớn đảm bảo cho máy móc, thiết bị hoạt động ổn định Đặc biệt xe cơng trình qn hoạt động cường độ cao, tải trọng lớn CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÔI TRƠN 1.1.1 Định nghĩa chất bôi trơn 10 Theo La Rousse: Là sản phẩm dùng để bôi trơn Theo Technique: Là sản phẩm cho phép làm dễ dàng cho chuyển động chi tiết khí Chúng có mặt nhiều trạng thái khác nhau: •Chất bơi trơn lỏng (dầu nhớt) •Chất bơi trơn bán rắn ( Mỡ bơi trơn) •Chất bơi trơn rắn (than chì, đisunphit vonfram, đisunphit moolypden) 1.1.2 Các chế độ bôi trơn.[8] 1.1.2.1 Bôi trơn thuỷ động Bôi trơn thủy động xảy tải trọng nhỏ vận tốc lớn Dầu rút vào hai bề mặt chảy thành lớp, bề dày lớp dầu lớn độ lồi lõm bề mặt Chế độ bôi trơn hiệu giảm tối đa ma sát hai bề mặt kim loại, ma sát nhớt lớp dầu Máy móc điều kiện làm việc bình thường tính tốn để bơi trơn chế độ Hình 1.1: Chế độ bơi trơn thuỷ động 1.1.2.2 Bôi trơn màng mỏng Bôi trơn màng mỏng trường hợp ngược lại bôi trơn thủy động Lúc bề mặt bị ép sát vào tải trọng lớn mà vận tốc lại nhỏ, lúc máy móc khởi động xuất tải trọng va chạm Lớp dầu không đủ dày để ngăn cách bề mặt, ma sát mài mịn lớn Đây chế độ bơi trơn khắc nghiệt địi hỏi dầu nhớt phải có phụ gia chống mài mòn hiệu 74 Các kết khảo sát hiệu bảo vệ chống ăn mòn vật liệu đồng tổng hợp Phụ lục Dựa vào kết đo tính tốn hiệu bảo vệ ăn mịn theo cơng thức (2.1) ta có bảng sau: Bảng 3.9: Hiệu bảo vệ ăn mòn đồng nồng độ khác với mẫu tỉ lệ GO : SA = 1: Mẫu -E Corr (V) I Corr (mA) V Corr HQBV (%) Mẫu trắng 0.2127 1.1469E-0003 1.1793E-0002 - Dầu gốc SN500 0.3972 1.9501E-0004 2.0052E-0003 0.8300% M1 - 0.1 % 0.2853 8.1349E-0005 8.3648E-0004 0.9290% M1 - 0.2 % 0.2864 5.2565E-0005 5.4051E-0004 0.9540% M2 - 0.25% 0.2537 3.3335E-0005 3.4277E-0004 0.9609% (mm/year) Trong đó: E Corr: Hiệu điện ăn mòn (V) I Corr: Dịng điện đo ăn mịn phóng từ điện cực đối (mA) V Corr: Kết ăn mịn (mm/year) Hình 3.11: Đồ thị thể thay đổi hiệu bảo vệ ăn mòn đồng theo nồng độ phần trăm phụ gia ứng với tỉ lệ Graphite oxi hố : SA=1 : 75 Hình 3.12: Đồ thị thể đường cong tafen ứng với tỷ lệ Graphite oxi hóa : SA =1 : Bảng 3.9, hình 3.11 hình 3.12 cho thấy, hiệu bảo vệ ăn mòn dầu pha phụ gia từ mẫu M1 tốt, với dầu gốc 83%, pha phụ gia đến 0.1 % hiệu bảo vệ lên tới 92.9 %, tăng 58.3 % so với dầu gốc Khoảng giá trị nồng độ 0.1 % đến 0.2 % hiệu bảo vệ có tăng, tốc độ chậm Còn từ giá trị 0.2 % đến 0.25% hiệu bảo vệ khơng thay đổi nhiều, nhiên việc sử dụng nồng độ phụ gia cao khơng tốt cho dầu gốc ảnh hưởng đến số tiêu hoá lý dầu 3.4.1.2 Với mẫu M1- Tỉ lệ GO : SA = : Các kết khảo sát hiệu bảo vệ chống ăn mòn vật liệu đồng tổng hợp Phụ lục Dựa vào kết đo tính tốn hiệu bảo vệ ăn mịn theo cơng thức (2.1) ta có bảng sau: Bảng 3.10: Hiệu bảo vệ ăn mòn đồng nồng độ khác với mẫu tỉ lệ GO : SA = 1: Mẫu -E Corr (V) I Corr (mA) V Corr HQBV (%) (mm/year) Mẫu trắng 0.2127 1.1469E-0003 1.1793E-0002 - Dầu SN500 0.3972 1.9501E-0004 2.0052E-0003 83 M2 - 0.1 % 0.2698 3.5399E-0005 3.6400E-0004 96.9 M2 - 0.2 % 0.0177 9.7557E-0006 1.0031E-0004 99.15 76 Mẫu -E Corr (V) I Corr (mA) V Corr HQBV (%) (mm/year) M2 - 0.25% 0.1427 5.8966E-0006 6.0633E-0005 99.5 Trong đó: E Corr: Hiệu điện ăn mịn (V) I Corr: Dịng điện đo ăn mịn phóng từ điện cực đối (mA) V Corr: Kết ăn mịn (mm/year) Hình 3.13: Đồ thị thể thay đổi hiệu bảo vệ ăn mòn đồng theo nồng độ phần trăm phụ gia ứng với tỉ lệ Graphite oxi hố : SA=1 : Hình 3.14: Đồ thị thể đường cong tafen ứng 77 với tỷ lệ Graphite oxi hóa : SA = : Bảng 3.10 hình 3.13 hình 3.14 ta thấy, hiệu bảo vệ ăn mòn dầu pha phụ gia từ mẫu M2 tốt, với dầu gốc 83%, pha phụ gia đến 0.1 % hiệu bảo vệ lên tới 96.9 %, tăng 81.85% so với dầu gốc Khoảng giá trị nồng độ 0.1 % đến 0.2 % hiệu bảo vệ có tăng, tốc độ chậm Còn từ giá trị 0.2 % đến 0.25% hiệu bảo vệ không thay đổi nhiều Kết hợp với việc sử dụng nồng độ phụ gia cao không tốt cho dầu gốc ảnh hưởng đến số tiêu hố lý dầu 3.4.1.3 Kết luận Qua việc khảo sát khả chống ăn mòn hai mẫu M1 M2 có tỉ lệ chất tham gia phản ứng khác phương pháp đo đường cong phân cực cho thấy dầu gốc sau pha phụ gia có khả chống ăn mịn tốt So sánh hiệu bảo vệ ăn mòn phụ gia pha từ hai mẫu M1 M2 nhận thấy biến thiên tỉ lệ thuận hàm lượng phụ gia với hiệu bảo vệ ăn mòn mẫu M2 tốt Cũng ta thấy nồng độ phụ gia 0.2 % hiệu 3.4.2 Kết q trình khảo sát ăn mịn đồng 100 0C thiết bị ổn nhiệt nhiều Tiến hành khảo sát mẫu ăn mòn đồng Tiến hành đánh đồng giấy ráp 2000 cho sáng tiến hành thí nghiệm 100 0C 3h với thiết bị hình 2.15 Bảng 3.11: Kết mức độ đổi màu đồng 100 0C 3h Mẫu Ăn mòn đồng 100oC 3h Dầu gốc 1A M1- 0.1% 1A M1-0.2% 1A M1-0.25% 1A M2- 0.1% 1A M2- 0.2% 1A M2- 0.25% 1A => Kết luận: Nhìn vào kết khảo sát cho thấy tất mẫu có khả chống ăn mòn tốt 78 3.5 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỘ NHỚT 3.5.1 Đối với mẫu M1 tỉ lệ GO: SA= 1:1 Bảng 3.12: Kết đo độ nhớt với tỉ lệ GO : SA = 1: Mẫu Độ nhớt động học 40°C, cSt Dầu SN500 115 M1- 0.1% 116.92 M1-0.2% 116.34 M1-0.25% 116.11 Hình 3.15: Đồ thị thể thay đổi độ nhớt theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1:1 Từ bảng số liệu đồ thị nhận thấy dầu gốc SN500 40 0C có độ nhớt 115 cSt, pha 0.1% phụ gia độ nhớt lên đến 116.92 Độ nhớt động học tăng so với độ nhớt dầu gốc, tăng đảm bảo trình tạo màng tốt dẫn đến khả chống ăn mịn chống oxi hóa tốt hơn, tăng tuổi thọ dầu Hơn cấu trúc phân tử với đầu không phân cực dễ tạo lực vander Waals với phân tử dầu làm cho khó chuyển động nội phân tử nên độ nhớt tăng lên Độ nhớt khoảng nồng độ 0.1 % đến 0.2 % không thay đổi nhiều 3.5.2 Đối với mẫu M2 tỉ lệ GO: SA= 1: 79 Bảng 3.13: Kết đo độ nhớt với tỉ lệ GO : SA = 1: Mẫu Độ nhớt động học 40°C, cSt Dầu SN500 115 M2- 0.1% 117.57 M2-0.2% 117.21 M2-0.25% 116.85 Hình 3.16: Đồ thị thể thay đổi độ nhớt theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1: Từ bảng số liệu đồ thị nhận thấy dầu gốc SN500 40 0C có độ nhớt 115 cSt, pha 0.1% phụ gia độ nhớt lên đến 117.57 Độ nhớt động học tăng so với độ nhớt dầu gốc Độ nhớt khoảng nồng độ 0.1 % đến 0.2 % không thay đổi nhiều Việc giảm độ nhớt khơng có lợi cho tính chống ăn mịn chống oxi hố dầu pha phụ gia Mẫu M2 có biến thiên theo hướng tăng độ nhớt nhanh so với mẫu M1 nên thuận lợi mặt độ nhớt cho dầu gốc pha phụ gia Do chọn dầu pha 0.2 % phụ gia từ mẫu M2 3.6 KẾT QUẢ KHẢO SÁT TRỊ SỐ AXIT 3.6.1 Đối với mẫu M1 tỉ lệ GO : SA = : Bảng 3.14: Kết phép đo tri số axit với tỉ lệ GO : SA = 1: Mẫu TAN, mgKOH/g 80 Dầu gốc 0.356 M1- 0.1% 0.44 M1-0.2% 0.44 M1-0.25% 0.45 Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn thay đổi trị số axit theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1: Dựa vào bảng 3.14 đồ thị hình 3.17 nhận thấy lượng phụ gia pha vào dầu gốc làm thay đổi số tính chất dầu, phép đo trị số axit so sánh mẫu dầu gốc mẫu pha phụ gia có nồng độ khác cho thấy trị số axit dầu gốc thấp nhất, trị số tăng dần theo hàm lượng phụ gia pha vào dầu gốc Điều giải thích sau: Vì sản phẩm q trình tổng phụ gia cịn dư axit stearic, nên mơi trường có tính axit.Theo cơng thức (2.2) lượng KOH cần để chuẩn mẫu nhiều hơn, tỉ lệ thuận với việc trị số axit tăng theo 3.6.2 Đối với mẫu M2 tỉ lệ GO : SA= : Bảng 3.15: Kết phép đo tri số axit với tỉ lệ GO : SA = 1: Mẫu TAN, mgKOH/g Dầu gốc 0.356 M2- 0.1% 0.40 M2-0.2% 0.40 81 M2-0.25% 0.42 Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn thay đổi trị số axit theo nồng độ phụ gia ứng với tỉ lệ GO: SA = 1: Dựa vào bảng 3.15 đồ thị hình 3.18 cho thấy trị số axit dầu gốc thấp nhất, trị số tăng dần theo hàm lượng phụ gia pha vào dầu gốc - Khi trị số axit tăng làm đánh tính chống oxy hóa dầu, dầu bị oxy hóa làm cho trị số axit dầu lại tiếp tục tăng lên làm giảm tuổi thọ dầu - Với việc trị số axit tất mẫu phụ gia 0.5 ( giới hạn cho phép mẫu dầu chống oxi hố, ăn mịn) Nên với nồng độ phụ gia mẫu dầu phù hợp cho việc sử dụng bơi trơn chống ăn mịn - Khi so sánh trị số axit mẫu M1 M2, ta thấy nồng độ phụ gia cho vào dầu gốc mẫu M1 ln có trị số axit cao so với mẫu M2 Nên ta chọn phụ gia cho vào dầu gốc từ mẫu M2 - Nhận thấy trị số axit mẫu M2 không thay đổi khoảng 0.1 % đến 0.2 % Nên chọn nồng độ phụ gia 0.2 % cho mẫu M2 82 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu đề tài thu số kết sau: Đã tìm hiểu tổng quan phụ gia bơi trơn, giảm ma sát, chống ăn mịn kim loại Đã thực phản ứng oxi hóa Graphite hỗn hợp NaNO 3, KMnO4 axit H2SO4 tỉ lệ Graphite : chất oxi hoá = : 3 Đã biến tính Graphite oxi hố với axit stearic phương pháp nghiền kết hợp với phân tán sóng siêu âm, thời gian nghiền 24h Đã khảo sát hiệu bôi trơn trơn chống mài mòn theo tiêu chuẩn ASTM D 2783 Kết cho thấy hiệu bơi trơn chống mài mịn dầu SN500 pha 0.2 % phụ gia Graphite oxi hố - SA biến tính tăng 10.5 % so với dầu gốc Đã khảo sát dầu SN500 pha 0.2 % phụ gia Graphite oxi hoá - SA biến tính có khả chống ăn mịn kim loại đạt 98 % theo phương pháp điện hoá 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO I TIẾNG VIỆT [1] Dương Viết Cường (2010) “Bài giảng sản phẩm dầu mỏ phụ gia” Đại học Mỏ - Địa chất – Hà Nội [2] Đinh Văn Kha (2011) “Vật liệu bôi trơn” Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [3] Nguyễn Văn Cành, Nghiên cứu chế tạo mỡ bảo quản-làm việc sở chất làm đặc nanoclay biến tính hữu phụ gia tương hợp, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện khoa học cơng nghệ qn [4] Lê Văn Tuấn, Nghiên cứu chế tạo phụ gia chống ăn mòn cho mỡ bảo quản ankyl benzen sunfoma, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện khoa học cơng nghệ qn [5] Nguyễn Đức Nghĩa (1998), Hóa học nano công nghệ vật liệu [6] Đinh Văn Kha, Nghiên cứu tổng hợp phụ gia ức chế ăn mòn từ dầu mỏ Việt Nam, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện khoa học cơng nghệ quân [7] Nguyễn Văn Cành, trần Văn Hiền (2014), Nghiên cứu biến tính graphit axit stearic phân tán nước, Bài báo khoa học, Viện khoa học công nghệ quân [8] C.KAJDAS (1993) “Dầu mỡ bơi trơn” Viện Hóa học Cơng nghiệp, Trung tâm nghiên cứu Phát triển Phụ gia Dầu mỏ Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [9] Nguyễn Đình Triệu (2003) “Các phương pháp phổ hóa học hữu hóa sinh” Nxb Đại Học Quốc Gia,Hà Nội II TIẾNG ANH [10] Daniela C Marcano,† Dmitry V Kosynkin,† Jacob M Berlin, Alexander Sinitskii, Zhengzong Sun, Alexander Slesarev, Lawrence B Alemany, Wei Lu, and James M Tour, ARTICLE Improved Synthesis of Graphene Oxide, pp 4806-4814, Departments of Chemistry, Mechanical Engineering and Materials Science, and the Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology, Rice University, MS 222, 6100 Main Street, Houston, Texas 77005 [11] Adolfo Senatore, Vincenzo D'Agostino, Vincenzo Petrone, Paolo Ciambelli, and Maria Sarno, (2013), Graphene Oxide Nanosheets as Effective Friction Modifier for Oil Lubricant: Materials, Methods, and Tribological Results, Department of Industrial Engineering, University of Salerno, 84084 Fisciano, Salerno, Italy and NANO_MATES Research Centre, University of Salerno, 84084 Fisciano, Salerno, Italy 84 [12] Adarsh Kaniyoor, Tessy Theres Baby and Sundara Ramaprabhu, (2010), Graphene synthesis via hydrogen induced low temperature exfoliation of graphitic oxide, Alternative Energy and Nanotechnology Laboratory (AENL), Nano Functional Materials Technology Centre (NFMTC), Department of Physics, Indian Institute of Technology Madras, Chennai, India 600036 [13] Daniel R Dreyer, Sungjin Park, (2009), Christopher W Bielawski and Rodney S Ruoff, The chemistry of graphene oxide, pp 228- 240 III WEBSITE [14] http://www.academia.edu/4837603/D_U_NH_N_-M_-PH_GIA [15] http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-phu-gia-cho-dau-boi-tron-cac-chung-loai-tinhchat-san-xuat-dau-nhon-thuong-pham-cac-cach-phan-loai-dau-nhon-64344/ [16] http://phuhungjsc.vn/Goc-chuyen-gia/Nguyen-ly-boi-tron.69.html [17] http://vi.wikipedia.org/wiki/D%E1%BA%A7u_nh%E1%BB%9Dn [18].http://www.ludiserv.com/zenos/docu/Improves%20Synthesis%20of %20graphite%20oxide.pdf [19] http://www.hindawi.com/journals/isrn.tribology/2013/425809/ [20] http://www.rsc.org/suppdata/jm/c0/c0jm01876g/c0jm01876g.pdf [21] http://bucky-central.me.utexas.edu/RuoffsPDFs/211 [22].http://www.vatgia.com/raovat/8302/9251779/ban-dau-goc-base-oil-sn150sn500.html 85 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết đo ăn mòn đồng dựa phương pháp đo đường cong phân cực ứng với mẫu M2- Tỉ lệ GO/SA = 1: - Mẫu 1: Mẫu trắng chưa phủ nhiên liệu lên bề mặt đồng V ==> U = -0.2127 + 5.6868* I 0.10 0.08 0.06 Corr Potential : -0.2127 vol, Pol.resistance: 5686.8210 Ohm j(mA) 0.04 0.02 0.00 -0.02 Corr.density 0003mA -0.04 -0.06 1.1469E- Equal to 3.3284E-0007mg.S -0.08 -0.10 or 1.1793E-0002mm/year -0.35 -0.3 -0.25 U(V) -0.2 -0.15 - Mẫu 2: Dầu SN500 V==>U=-0.3972 + 33.4467* I 0.03 Corr Potential : -0.3972 vol, Pol resistance : 33446.6779 Ohm 0.02 j(mA) 0.01 0.00 -0.01 Corr density: 0004mA -0.02 -0.03 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 U(V) -0.3 -0.2 -0.1 -Mẫu 3: Pha 0.1 % khối lượng phụ gia 1.9501E- Equal to 5.6591E-0008 or 2.0052E-0003mm/year j(mA) 86 V ==> U = -0.2853 + 80.1797* I 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 -0.01 -0.01 -0.02 -0.02 Corr Potential : -0.2853 vol, Pol resistance : 80179.6904 Ohm -0.75-0.7-0.65-0.6-0.55-0.5-0.45-0.4-0.35-0.3-0.25-0.2-0.15 U(V) Corr density: 0005mA 8.1349E- Equal to 2.3607E-0008mg.S or 8.3648E-0004mm/year -Mẫu 4: Pha 0.2 % khối lượng phụ gia V ==> U= 124.0841* I 0.015 0.01 + Corr Potential : -0.2864 vol, Pol resistance : 124084.1279 Ohm 0.005 j(mA) -0.2864 -0.005 -0.01 Corr 0005mA -0.015 -0.02 -0.8-0.75-0.7-0.65-0.6-0.55-0.5-0.45-0.4-0.35-0.3-0.25-0.2-0.15-0.1 U(V) density:5.2565E- Equal to 1.5254E-0008mg.S or 5.4051E-0004mm/year -Mẫu 5: Pha 0.25% 87 V==>U = -0.2537 + 195.6640* I 0.01 0.01 0.00 Corr Potential : -0.2537 vol, Pol resistance : 195663.9787 Ohm j(mA) 0.00 0.00 0.00 0.00 Corr density:3.3335E-0005mA -0.01 -0.01 -0.01 Equal to 9.6737E-0009mg.S -0.75-0.7-0.65-0.6-0.55-0.5-0.45-0.4-0.35-0.3-0.25-0.2-0.15 U(V) or 3.4277E-0004mm/year Phụ lục 2: Kết đo ăn mòn đồng dựa phương pháp đo đường cong phân cực ứng với mẫu M2- Tỉ lệ GO/SA = 1: -Mẫu 6: Pha 0.1 % khối lượng phụ gia V==>U=-0.2698+184.2540* I Corr Potential : -0.2698 vol, Pol.resistance: 184254.0352 Ohm 0.005 j(mA) -0.005 Corr.density:3.5399E-005mA -0.01 Equal to 1.0272E-0008mg.S -0.015 or 3.6400E-0004mm/year -0.8-0.75-0.7-0.65-0.6-0.55-0.5-0.45-0.4-0.35-0.3-0.25-0.2-0.15-0.1 U(V) -Mẫu 7: Pha 0.2 % khối lượng phụ gia V==>U=0.0177+668.5815* I Corr Potential : 0.0177 vol, Pol.resistance: 668581.5338 Ohm 0.003 j(mA) 0.002 0.001 Corr.density:9.7557E-0006mA -0.001 Equal to2.8311E-0009mg.S -0.002 or 1.0031E-0004mm/year -0.6 -0.55 -0.5 -0.45 -0.4 -0.35 -0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 U(V) 88 -Mẫu 8: Pha 0.25 % khối lượng phụ gia V ==> U 1106.1386* I 0.003 0.002 0.002 -0.1427 + Corr Potential : -0.1427 vol, Pol resistance : 1106138.5938 Ohm 0.001 j(mA) = 0.001 -0.001 -0.001 -0.002 -0.8-0.75-0.7-0.65-0.6-0.55-0.5-0.45-0.4-0.35-0.3-0.25-0.2-0.15-0.1 U(V) Corr density : 0006mA 5.8966E- Equal to 1.7112E-0009mg.S or 6.0633E-0005mm/year ... chức chống oxi hoá, chống ăn mòn, chống gỉ, phụ gia tăng số độ nhớt… Trong chống mài mịn, chống oxi hố quan trọng cho dầu động Vì luận án: ? ?Nghiên cứu, chế tạo phụ gia giảm ma sát, chống ăn mòn kim. .. kim loại sở Graphite biến tính? ?? mục đích là: - Tìm hiểu phụ gia giảm ma sát chống mài mòn, chống gỉ cho dầu - Nghiên cứu chế tạo loại phụ gia đa chức năng, vừa có tính chống mài mịn, giảm ma sát... Ngăn chặn hiệu ứng xúc tác kim loại q trình oxy hố ăn mịn ( chất khử hoạt tính kim loại) - Chống ăn mịn ( chất ức chế ăn mòn) 15 - Chống gỉ ( chất ức chế gỉ) - Chống tạo cặn bám cặn bùn ( phụ