- Phân l oi theo ch sđ n ht (VI):
1.3.2.10 Phụ gia tribology
Trong th c tế, khi điều ki n làm vi c tr nên khắc nghi t h n (t i tr ng cao, t c
độ th p, độ ráp bề mặt lớn..) thì màng l ng (d u bơi tr n) se khơng thể hồn tồn gánh chịu t i tr ng đè lên. Các điểm nhơ trên bề mặt rắn sẽ cùng gánh chịu t i tr ng với màng ch t l ng. Chế độ bơi tr n chuyển từ màng l ng sang chế độ bơi tr n màng m ng hỗn h p r i sau đĩ chuyển sang chếđộ bơi tr n giới h n.
S tiếp xúc gi a các bề mặt rắn sinh ra mài mịn, tĕng ma sát và hi n t ng hàn dính các điểm m p mơ. Chính vì thế mà các ph gia tribology đ c đề cập tới để làm gi m ma sát, mài mịn và ngĕn c n s h h i c a bề mặt tiếp xúc. Ph gia tribology phát huy tác d ng hai chếđộ bơi tr n: bơi tr n màng m ng hỗn h p và bơi tr n giới h n.
Ph gia tribology là một nhĩm ch t c c kỳ quan tr ng đ c pha vào h u hết các d u bơi tr n, đặc bi t là d u bánh rĕng và d u động c . Chúng cĩ ch c nĕng làm biến tính ma sát (ph gia biến tính ma sát FM), gi m mài mịn (ph gia ch ng mài mịn AW) và chịu t i tr ng cao (ph gia c c cáp EP).
a. Phụ gia chống mài mịn, AW (Anti-Wears)
Trong th c tế cĩ ba d ng mài mịn chính: mài mịn dính (s tiếp xúc tr c tiếp kim lo i với kim lo i), mài mịn h t (mài mịn do s cĩ mặt c a các h t) và mài mịn hố h c (do s t n cơng c a các ch t gây ĕn mịn, các ch t cĩ tính axit).
- S mài mịn dính trong h th ng bơi tr n x y ra khi các điều ki n t i tr ng, t c độ và nhi t độ cao, màng d u bơi tr n tr nên m ng đến m c các chỗ m p mơ trên bề mặt tiếp xúc với nhau. Do vậy đĩ là mài mịn do vật li u chuyển từ bề mặt này sang bề mặt kia trong khi hai bề mặt chuyển động t ng đ i với nhau dẫn tới quá trình hàn dính pha rắn. S tiếp xúc kim lo i với nhau cĩ thể ngĕn c n đ c khi cho h p ch t t o màng vào d u bơi tr n và nh cĩ s h p ph vật lý hoặc ph n ng hố h c mà th ng bị biến d ng do ch y dẻo dẫn tới s phân b t i tr ng khác đi mà nĩ b o v
đ c bề mặt kim lo i. ZnDDP (Kẽm điankydithiophotphat), các h p ch t cĩ photpho nh tricresyl photphat và các h p ch t c a l u huỳnh nh sunfua, disunfua, molipden
− −
dithiocacbonat.... là các ph gia ch ng mài mịn dính r t t t.
- S mài mịn h t là do các h t mài, các t p ch t từ bên ngồi đ a vào hoặc do các ph n tử từ mài mịn dính gây ra. C chế ch yếu c a s mài mịn vật li u là s cắt vi mơ c a các vật c ng. Mài mịn h t cĩ thể ngĕn c n đ c bằng cách l c để tách các h t rắn, c ng ra kh i d u.
- Mài mịn hố h c do cĩ các ph n ng hố h c x y ra trên bề mặt kim lo i kết h p với tác động c xát làm cho chỗ kim lo i bị ĕn mịn bị cắt tách ra. Các axit m nh
đ c t o thành trong quá trình sử d ng d u bơi tr n cĩ thể t n cơng vào bề mặt kim lo i t o ra các h p ch t mà chúng d bị bĩc ra khi cĩ s chà xát. D ng mài mịn này cĩ thể h n chế đ c bằng vi c sử d ng các ch t tẩy rửa d ng kiềm cao do cĩ tác d ng trung hồ các s n phẩm mang tính axit t n t i trong d u.
b. Phụ gia cực áp EP (Extreme pressure)
Ph gia c c áp ngĕn ngừa hi n t ng kẹt x ớc, hàn dính gi a các bề mặt kim lo i khi đang ho t động d ới áp su t c c lớn (chịu t i tr ng r t nặng). Các ph gia c c áp tác d ng với các bề mặt kim lo i ma sát t o ra các h p ch t mới cĩ ng su t cắt th p h n kim lo i g c n n lớp ph mới hình thành chịu tr t cắt tr ớc tiên và nhiều h n so với kim lo i.
Trong th c tế, ph gia c c áp th ng chỉ cĩ tác d ng t t khi x y ra ph n ng hố h c. Điều này cũng đ ng nghĩa với vi c gia tĕng kh nĕng mài mũn hĩa h c. Các ph gia c c áp đ c sử d ng rộng rĩi là các lo i d u bộo đ c sunfua hố, các este, các hydrocacbon nh polybuten, dibenzyl disunfua, dibutyl disunfua......
- Hydrosunfua:
- Sunfua olefin:
− −
- Tricesyl photphat: OPO3(R-CH3)3
c. Phụ gia biến tính ma sát FM (Friction Modifiers)
Ph gia biến tính ma sát đ c mơ t nh là ch t làm gi m h s ma sát và đ t
đ c s tr t phẳng nhẵn hoặc làm tĕng h s ma sát để đ t đ c s dừng tr t. Thơng th ng ph gia này làm tĕng độ bền c a màng d u và nh đĩ gi cho bề mặt kim lo i tách r i nhau và ngĕn khơng cho lớp d u bị phá huỷ.
Ph gia FM mà làm gi m h s ma sát sẽ b o t n đ c nĕng l ng. Chúng đ c sử d ng ch yếu trong d u động c và d u bánh rĕng truyền động động c . Nĩi chung chúng đ c sử d ng khi c n t o ra chuyển động tr t êm khơng cĩ rung động và khi c n cĩ h s ma sát nh nh t. Ph gia thuộc lo i này bao g m các h p ch t ch a O, N, S, Mo, Cu và một s nguyên t khác. Các ph gia này làm tĕng độ bền c a màng d u ch yếu do hi n t ng h p ph vật lý nh đĩ làm gi m ma sát.
Độ bền c a màng d u do tác d ng c a ph gia liên quan tới độ dài c a m ch ankyl trong phân tử ph gia FM. Do đĩ các h p ch t ph gia FM m ch dài nh axit béo, este béo hoặc amin, amit béo đ c sử d ng. Độ dày và hi u qu c a màng d u b o v ph thuộc vào độ dài c a m ch cacbon (m ch càng dài thì độ dày càng lớn), độ
phân c c c a nhĩm ch c, c u trúc, d u g c, kim lo i h c và nhi t độ. Các ch t ph gia lo i này th ng đ c sử d ng là:
− −