Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы все" более четко проявляется тенденция к производству и применению высококачественных смазочных материалов, в том числе и пластичных смазок. В соответствии с законами рыночной экономики разработчики и потребители современной техники вынуждены отказываться от дешевых и, как правило, низкокачественных смазок типа солидолов или консталинов, все шире используя высокоэффективные литиевые и смазки на комплексных мылах. Среди комплексных мыльных смазок наибольшее распространение получили смазки на основе комплексных кальциевых мыл. Эти смазки работоспособны до температур 150-180С, водостойки, имеют хорошие механическую стабильность и смазочные свойства. При этом они дешевле других комплексных мыльных и даже обычных литиевых смазок.
К наиболее широко применяемым комплексным кальциевым (кСа-) смазкам относятся смазки серии Униол и Долотол АУ. Эти смазки разработаны НПО "МАСМА" и выпускаются на Украине АО "АЗМОЛ" ( бывш. Бердянский ОНМЗ). В России по ряду причин периодически возникает дефицит в кСа-смазках. Этому содействует, в том числе и по причине экологических последствий, резкое сокращение выпуска СЖК - основного сырья ятя приготовления комплексных смазок .
Возникает необходимость поиска альтернативных, экологически безопасных источников жирового сырья с целью организации промышленного производства комплексных кальциевых смазок. В качестве такового представлял интерес так называемый жировой гудрон (ЖГ) - кубовый остаток от дистилляции стеарина, являющийся многотоннажным трудноутилизируемым отходом многих масло-жировых комбинатов. Данный продукт экологически безопасен, поскольку получается на базе растительного сырья и обладает практически 100%-ной биоразлагаемостью.
Цель работы Обосновать возможность использования жирового гудрона в качестве омыляемого сырья, разработать рецептуру и технологию получения комплексных кальциевых смазок на основе жирового гудрона, не уступающих по качеству товарным смазкам серии Униол, используемых в качестве индустриальных. За счет варьирования состава дисперсионной среды и введения композиций добавок расширить область применения кСа-смазок с целью возможного использования их в качестве многофункциональных антифрикционных смазок типа Литол-24 или смазок Фиол, а также специальных смазок с улучшенными триботехническими характеристиками.
Основные задачи работы:
- исследование группового и жирнокислотного состава жирового гудрона, с целью
определения влияния отдельных его составляющих (жирные кислоты, глицерин,
неомыляемые вещества, продукты окисления) на качество получаемых кСа-смазок;
- изучение влияния рецептуры (состав дисперсионной среды, концентрация
загустителя, соотношение низко- и высокомолекулярных кислот) и технологии
(температурный режим приготовления, способ гомогенизации) на основные показатели
качества смазок;
- поиск путей улучшения вязкостно-температурных и триботехнических свойств кСа-
смазок на жировом гудроне с помощью различных добавок ( кислородсодержащие
соединения, противозадирные и антифрикционные присадки и наполнители) с целью
унификации и расширения областей применения полученных смазок в качестве
многоцелевых и специальных смазок .
Научная новизна. Установлено, что на качество кСа-смазок помимо
жирнокислотного состава значительное влияние оказывает глубина окисления жирового
гудрона, оцениваемая по величинам эффективной интегральной интенсивности наиболее
характерных полос 1280 и 1700 см"1 (метод ИК-спектроскопии), соответствующих
валентным колебаниям сложноэфирной и карбонильной групп различных
кислородсодержащих соединений. Накопление в составе гудрона указанных соединений, а
также продуктов их конденсации и уплотнения (так называемые неомыляемые или смолы
жирового гудрона) приводит к разупрочнению структуры смазок (более сильному или более
слабому в зависимости от концентрации). Показано, что пропорционально с увеличением
содержания кислородсодержащих соединений улучшаются противозадирные и
противоизносные характеристики смазок (критическая нагрузка возрастает с 450-500 до 940-1000 Н, диаметр пятна износа снижается на 20-25%). Накопление неомыляемых, т.е. продуктов конденсации и уплотнения, приводит к ухудшению противоизносных свойств (увеличение диаметра пятна износа на70-75%).
Выявлены различия в механизме смазочного действия кСа-мыла в зависимости от рецептуры смазки и нагрузочного режима работы узла трения. При сверхвысоких нагрузках, близких к нагрузке сваривания, независимо от состава дисперсионной среды износостойкость граничного смазочного слоя повышается с увеличением концентрации загустителя и мольного соотношения уксусная кислота-жировой гудрон. Это связано с повышением содержания ацетата кальция, выполняющего роль своеобразной
з противозадирной добавки. При малых и средних нагрузках триботехнические харктеристики смазок определяются не только загустителем, но и составом дисперсионной среды.
Введение в состав кСа-смазки на жировом гудроне небольших количеств (1-5%) синтетического эфира диизооктилсебацината (ДОС) приводит не только к снижению вязкости при отрицательных температурах в 1,5-2 раза, но и к повышению уровня триботехнических свойств . При этом ДОС в оптимальной концентрации (3%) позволяет на 10-30% уменьшить влагоупрочнение - один из существенных недостатков кСа-смазок.
Практическая значимость. Разработана рецептура и технология получения кСа-смазки, в качестве жирового омыляемого сырья которой используется кубовый остаток после дистилляции стеарина, а комплексообразователя - уксусная кислота. По основным показателям качества разработанная смазка соответствует требованиям на товарные смазки Униол-1 и Униол-2. Опытный образец с положительным результатом прошел испытания в узлах трения металлургического оборудования АО "Новолипецкий металлургический комбинат". За счет использования в качестве загустителя дешевого жирового гудрона взамен СЖК себестоимость опытной смазки по сырью на 5-6% ниже, чем у используемого для этих целей товарного Униола-2. Применение жирового гудрона в качестве омыляемого сырья позволяет не только снизить затраты на производство смазки, но и решить экологическую проблему утилизации отходов ряда масло-жиркомбинатов России.
Введение в базовую кСа-смазку на жировом гудроне и нефтяном масле синтетического компонента (ДОС) и композиций присадок и наполнителей позволяет значительно улучшить вязкостно-температурные и триботехнические свойства смазки и выйти на уровень ряда высококачественных специальных смазок: Фиол-2У, ШРУС-4 и Долотол АУ.
Апробация работы. Отдельными разделами работа докладывалась и обсуждалась на научно-технических конференциях: "Современное состояние производства и применения смазочных материалов" (г.Фергана, 1994 г.); "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" (г.Москва, 1994 г.); "Актуальные проблемы переработки нефти и перспективы производства смазочных материалов в Узбекистане" (гг. Ташкент-Фергана, 1996 г.).
По работе имеется 2 публикации.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на UJ страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, включающих 2А таблиц и рисунков, выводов, списка литературы Ю7 наименований и приложений.
