Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические предпосылки и обоснование получения профилактических смазочных материалов на базе продуктов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств 11
1. 1. Современные способы борьбы с прилипанием, примерзанием и смерзанием влажных сыпучих материалов в горно-рудной промышленности 11
1. 2. Строение нефтяных дисперсных систем. Профилактические смазки как нефтяные дисперсные системы 15
1. 2. 1. Регулирование структурно-механических свойств нефтяных дисперсных систем. 17
1. 2.2. Способы регулирования свойств нефтяных дисперсных систем 19
1. 2. 3. Реологические модели поведения нефтяных дисперсных систем 20
1. 2. 4. Структурно-механические свойства нефтяных дисперсных систем при низких температурах 22
2. 3. Межмолекулярные взаимодействия компонентов нефтяных систем 28
1.3. 1. Кислородсодержащие соединения как поверхностно-активные вещества в нефтепродуктах 29
1. 3. 2. Взаимодействия нефтяных дисперсных систем с твердой поверхностью 33
1.3.3. Вязкостно-температурные свойства нефтепродуктов 34
1. 4. Механизм действия депрессорных присадок 39
1.4. 1. Кристаллизация и стеклование 41
1.5. Высокомолекулярные продукты переработки нефти
1. 6. Экологические проблемы переработки углеводородных систем и утилизации отходов нефтепереработки и нефтехимии 54
2. Методы и объекты исследования 59
2. 1. Объекты исследования 59
2. 1. 1. Физико-химические свойства базовых основ низкозастывающей профилактической смазки «Ниогрин» 61
2. 2. 2. Характеристика остаточных компонентов профилактической смазки «Ниогрин» 66
2. 2. Методы исследования 68
2. 2.1. Исследование физико-химических свойств компонентов и образцов профилактической смазки «Ниогрин» 69
2. 2. 2. Оценка смазывающих свойств на ЧШМ-3 по ГОСТ 9490 69
2. 2. 3. Оценка смазывающей способности образцов «Ниогрин» по ГОСТ 6953 71
2. 2. 4. Исследование коррозионных свойств базовых компонентов и образцов профилактической смазки «Ниогрин» 72
2. 2. 5. Определение группового химического состава базовых фракций методом масс-спектрального анализа по ASTM Designation: D 2425-67..74
2. 2. 6. Методика исследования реологических свойств НДС 78
2. 2. 7. Методика исследования поверхностных свойств нефтяных дисперсных систем 84
Выводы по главе 2 86
3. Исследование и подбор компонентного состава профилактического смазочного материала «ниогрин»... 88
3.1. Исследование низкотемпературных и вязкостных свойств композиций на основе различных продуктов переработки нефти 91
3. 2. Исследование и подбор компонентного состава профилактической смазки «Ниогрин-С» на основе побочных продуктов различных нефтехимических производств 98
3.2. 1. Исследование и подбор компонентного состава профилактической смазки «Ниогрин-С» на базе печного топлива 98
3. 2. 2. Исследование и подбор компонентного состава профилактической
смазки «Ниогрин-С» на базе абсорбента 101
3.3. Исследования по подбору компонентного состава профилактической смазки «Ниогрин-С» на основе кубовых остатков производства спиртов и нефехимии 105
3.4. Исследование физико-химических свойств опытных образцов профилактической смазки «Ниогрин» различной природы и состава 107
Выводы по главе 3 112
4. Исследование эксплуатационных свойств различных композиций профилактической смазки «ниогрин» на нефтехимической и нефтяной основах 114
4.1 Оценка смазывающей способности опытных образцов профилактической смазки «Ниогрин» 114
4. 1.1. Исследование смазывающих свойств опытных образцов профилактической смазки «Ниогрин» на ЧШМ-3 114
4. 1.2. Определение величины работы адгезии и показателей смачивания исследуемых образцов и базовых основ профилактической смазки «Ниогрин» 124
4. 1.3. Оценка смазывающей способности образцов профилактической смазки «Ниогрин» по ГОСТ 2789 129
4. 2. Коррозионные свойства образцов профилактической смазки «Ниогрин» и её базовых компонентов 136
4. 3. Исследование профилактирующих свойств опытных образцов профилактической смазки «Ниогрин» против прилипания, примерзания и смерзания 145
4. 4. Исследование структурно-механических свойств опытных образцов профилактической смазки «Ниогрин» 149
Выводы по главе 4 161
5. Разработка технологии и технологических схем получения профилактической смазки «ниогрин» в соответствии с технико-экономическими требованиями 163
5. 1. Технология получения низкозастывающей профилактической смазки «Ниогрин» на базе печного топлива и абсорбента 164
5. 2. Технология получения низкозастывающей профилактической смазки «Ниогрин» на базе кубовых остатков нефтехимии 166
5.3 Технология получения низкозастывающей профилактической смазки «Ниогрин» на базе вторичных продуктов нефтепереработки 167
5. 4. Оценка технико-экономической эффективности производства и применения низкозастывающей профилактической смазки «Ниогрин»...173
Общие выводы 183
Литература
- Строение нефтяных дисперсных систем. Профилактические смазки как нефтяные дисперсные системы
- Исследование физико-химических свойств компонентов и образцов профилактической смазки «Ниогрин»
- Исследование и подбор компонентного состава профилактической смазки «Ниогрин-С» на базе печного топлива
- Исследование профилактирующих свойств опытных образцов профилактической смазки «Ниогрин» против прилипания, примерзания и смерзания
Строение нефтяных дисперсных систем. Профилактические смазки как нефтяные дисперсные системы
При изучении нефтяных систем помимо определения фракционного, группового и химического состава, данных элементного анализа, не менее важно знать в каком состоянии - молекулярном или дисперсном находится данная система в исследуемом интервале внешних условий. Закономерности поведения и физико-химические свойства нефтяной системы в молекулярном или дисперсном состояниях даже при одинаковом составе могут существенно различаться.
В нефтяных фракциях обратимые фазовые переходы из одного агрегатного состояния в другое сопровождаются образованием микрогетерогенных систем. По достижении критической температуры растворения (КТР) система переходит в микрогетерогенное дисперсное состояние - жидкостную эмульсию. Подобным изменением, связанным с переходом из молекулярного в дисперсное состояние и наоборот, подвержены практически все нефтяные системы, при создании соответствующих условий.
Классическим признаком любых дисперсных систем, в том числе нефтяного происхождения, служит различие агрегатных состояний дисперсной фазы и дисперсионной среды, т.е. гетерогенность. Нефтяные дисперсные системы (НДС) - это олеодисперсные системы, дисперсионная среда которых неполярна или малополярна, а в качестве дисперсной фазы выступают смолоасфальтено-вые вещества (CAB), парафины или специально вводимые в систему синтетические добавки, а также продукты коррозии технологического оборудования, механические примеси [118,129].
В соответствии с современными коллоидно-химическими представлениями [115-118,124,125] профилактические смазки из остаточных продуктов глубокой переработки нефти можно отнести к сложным коллоидным системам, состоящим из распределенных в дисперсной среде сложных структурных единиц (ССЕ).
Многочисленными исследованиями [60,61,63,65,66,104,105] показано, что парафины, полициклические ароматические углеводороды, смолы, асфальтены, а также карбены и карбоиды, при определенных условиях склонны к межмолекулярных взаимодействиям (ММВ). Взаимодействие высокомолекулярных соединений (ВМС), склонных к структурированию, в нефтях и нефтепродуктах приводят к образованию надмолекулярных структур, которые в зависимости от характера и прочности связей макромолекул представляют собой обратимые физические ассоциаты (силы Ван-дер-Ваальса) и необратимые физико-химические комплексы (химические связи). Физические ассоциаты способны при определенных условиях переходить в комплексы (кристаллы). Надмолекулярные структуры ВМС, являющиеся ядром ССЕ, окружены поверхностными слоями (сольватными оболочками) из низкомолекулярных соединений (НМС) нефти и нефтепродуктов.
Таким образом, ВМС в нефтях и нефтепродуктах, в зависимости от внешних условий, природы, концентрации и свойств дисперсной фазы и состава дисперсной среды могут образовывать истинные растворы, обратимые и необратимые дисперсные системы.
Коллоидные свойства НДС, главным образом, определяются ассоциацией молекул асфальтенов и других ВМС в нефтях и нефтепродуктах [118,122,124,125]. Работами различных авторов [60,61,67,72,89] показано, что физико-химические и эксплутационные свойства асфальтеносодержащих нефтяных систем, в том числе остаточных топлив, тесно связаны с процессами ассоциации и диссоциации, золь-гелевым равновесием, составом и структурой компонентов дисперсной системы.
На различных стадиях наполнения нефтяной системы ССЕ могут формироваться свободнодисперсные (гели), степень структурированности которых определяется концентрацией, дисперсностью, активностью поверхности частиц дисперсной фазы и составом дисперсной среды. При гелеобразовании жидкая нефтяная система приобретает твердое (аморфное) состояние без фазового перехода, что обусловлено ближним порядком в надмолекулярной структуре и ССЕ в системе. Система теряет подвижность (образует гель), но не расслаивается или расслаивается очень медленно, хотя термодинамически и не устойчива. Все физико-механические свойства таких систем определяются прослойками неструктурированной жидкости, через которые действуют силы молекулярного притяжения между ССЕ. Сближение структурных единиц при снижении вязкости и выдавливании неструктурированной жидкости из ячеек пространственной внутренней сетки приводит к расслоению системы на фазы. В этом случае, согласно предложенной П.А. Ребиндером [106,108,115,116] классификации возможно образование коагуляционной (гиксотропно-обратимой) и конденсационно-кристаллизационной (необратимо разрушающейся) структуры. Известно, что ВМС регулярного строения способны к кристаллизации, а соединения с нерегулярным расположением звеньев молекул в пространстве склонны к стеклованию (образованию коагуляционной структуры) [118].
Исследование физико-химических свойств компонентов и образцов профилактической смазки «Ниогрин»
Общность структуры асфальтенов разной природы была отмечена и ранее. По данным ряда авторов [35,87,102] структура асфальтенов характеризуется организованными полициклическими двумерными слоями диаметром (La) от 8,5 - 15 А. Постоянство значений (La) при термических превращениях асфальтенов обусловливается тем, что увеличение степени ароматичности при протекании процессов деалкилирования и дегидрирования не приводит к значительным изменениям среднего диаметра структур асфальтенов [102].
Обобщая многочисленные исследовательские данные [119,127,132,165] реальные нефтяные остатки, являющиеся основой получения многих продуктов, можно охарактеризовать следующим образом:
1. По мере увеличения содержания серы, кислорода и общего количества всех гетероатомов (S, N, О) возрастает поверхностная активность асфальто-смолистых веществ. Это способствует их ассоциированию на различных стадиях переработки.
2. Крекинг-остатки кроме высокомолекулярных углеводородов и асфальто-смолистых веществ содержат незначительное количество карбенов и карбоидов (0,2 - 4,0 % в зависимости от глубины крекинга), тем не менее существенно влияющих на устойчивость против расслоения НДС.
3. Структура смол и асфальтенов, выделенных из крекинг-остатков дистил-лятного и остаточного происхождения, даже при близких степенях термоконденсации и содержании углерода и водорода различаются весьма существенно расположением конденсированных циклов в пространстве, что обусловливает неодинаковое их поведение в процессе термодеструкции и сказывается на качестве получаемых промежуточных и конечных продуктов. Пространственная молекулярная структура обусловливает малую подвижность компонентов крекинг-остатков остаточного происхождения. Компоненты крекинг-остатка дис-тиллятного происхождения содержат молекулы, сконденсированные главным образом в двухкамерной плоскости, что позволяет им иметь повышенную подвижность даже при глубоких степенях термоконденсации.
4. Соотношение содержания высокомолекулярных углеводородов и асфаль-то-смолистых веществ в тяжелых остатках зависит от происхождения нефти и концентрации остатка (от глубины отбора светлых фракций), а также от температуры и продолжительности процесса, при котором получается остаток. Поэтому остатки, полученные при высокотемпературных процессах переработки нефти, отличаются от прямогонных как по соотношению высокомолекулярных углеводородов и асфальто-смолистых веществ, так и по химическому составу компонентов, по степени их конденсированности.
Асфальтены являются довольно сильными поверхностно-активными веществами (ПАВ), способными адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать поверхностное натяжение. Проявление асфальтенами и карбенами свойств ПАВ установлено рядом авторов [118,119,131]. Поверхностная активность растворов асфальтенов и смол возрастает по мере увеличения содержания в них полярных неионогенных функциональных групп. Благодаря поверхностно-активным свойствам смолисто-асфальтеновые вещества увеличивают смачиваемость твердой фазы углеводородной средой, защищают металл от коррозии. При концентрации насыщения, «критическая концентрация ассоциато-образования» (ККА) в результате ассоциатообразования, наблюдается резкое изменение объемных и поверхностных свойств растворов ПАВ [107,115,116,118,123,161]. При этом совокупность ассоциатов ВМС рассматривается как своеобразная фаза с предельной дисперсностью («псевдофаза»), размеры которой малы по сравнению с обычной микроскопической фазой разделения ассоциатообразование не приводит к бесконечному числу агрегации. Изменение физико-химических свойств, происходящие при ассоциатообразова-нии, зависят от относительного содержания растворенного вещества в ассоциированном и молекулярно-диспергированном состояниях
Измерение [103] поверхностного натяжения разбавленных растворов ВМС нефтяных остатков подтверждают, что они обладают поверхностной активностью. Понижение поверхностного натяжения объясняется заменой полярной поверхности жидкости при адсорбции ПАВ - менее полярным слоем, что приводит к уравниванию разности полярностей [24].
В достаточно разбавленных растворах молекулы ВМС сравнительно слабо взаимодействуют с подобными себе молекулами. Одновременно взаимодействие ВМС с молекулами растворителя меньше, чем последних между собой. Поэтому молекулы ВМС выталкиваются из объема раствора на поверхность. В результате накопления на поверхности раствора молекул ВМС, ориентированных в жидкую среду, более полярной частью, и слабо взаимодействующих друг с другом, межмолекулярное взаимодействие в поверхностном слое уменьшается. Это приводит к падению поверхностного натяжения раствора [103,161].
При небольшом увеличении концентрации ВМС поверхностное натяжение их растворов резко падает. Дальнейшее снижение поверхностного натяжения, с ростом концентрации замедляется, а начиная с ККА, новое прибавление ВМС практически не уменьшает поверхностное натяжение. До ККА, асфальте-ны и карбены находятся в растворе в молекулярно-диспергированном состоянии, и уменьшение поверхностного натяжения их растворов связано с процессом постепенного образования адсорбционного слоя ориентированных молекул асфальтенов и карбенов на поверхности раствора. При концентрации, близкой к ККА, заканчивается образование насыщенного адсорбционного слоя молекул ВМС. Дальнейшее прибавление ВМС ведет к образованию ассоциатов в объеме раствора и мало сказывается на величине поверхностного натяжения их растворов. Однако при некоторой концентрации поверхностное натяжение растворов в ВМС начинает повышаться. Вероятно, это объясняется, увеличением взаимодействия молекул ВМС в более концентрированных растворах, что приводит к росту их ассоциатов. Достаточно крупные ассоциаты ВМС стремятся уйти с поверхности в объем раствора - в результате чего 5 раствора растет. Концентрация, при которой наблюдается повышение растворов, увеличивается с уменьшением размеров молекул ВМС. Уменьшение размеров молекул обусловливает рост величины ККА в растворах узких фракций асфальтенов. Результаты исследований [103] показали, что асфальтены обладают поверхностной активностью в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков. При этом значение ККА асфальтенов пропорциональны растворяющей способности среды. Наименьшие ККА присущи асфальтенам гудрона, что объясняется низкой растворяющей способностью этих фракций. С ростом температуры величина ККА асфальтенов и карбенов в растворах уменьшается, что обуславливается двумя причинами: снижением параметра растворимости среды от температуры и размягчением ВМС нефтяных остатков в широком температурном интервале. При низких температурах часть ВМС находится в растворе в виде ассоциатов. С повышением температуры дисперсность ВМС увеличивается, и образование их адсорбционного слоя может наблюдаться при более низкой концентрации ВМС. Исследования [103,67] показали, что в зависимости от растворяющей способности среды, температуры, структуры и свойств ВМС ас-социатообразование в растворах и нефтяных остатках начинается при их концентрации 0,005 - 0,6 % мае. Поэтому более концентрированные растворы ВМС следует относить к микрогетерогенным дисперсным системам. Дальнейшее увеличение содержание ВМС приводит к образованию в системе агрегатов, и выделению ВМС в отдельную фазу.
Исследование и подбор компонентного состава профилактической смазки «Ниогрин-С» на базе печного топлива
Ионизация и диссоциация молекул в масс-спектрометрии могут происходить под действием электронного удара, фотонов, при перезарядке, в сильном электрическом поле на горячих поверхностях, при столкновениях с возбужденными атомами, ионно-молекулярных реакциях, столкновениях с быстрыми атомами и ионами, при давлениях от 10 до 10" Па в зависимости от способа ионизации. Фотоионизация и ионизация метастабильными атомами инертных газов имеют много общего с ионизацией и возбуждением при электронном ударе. Механизм ионизации и возбуждения при перезарядке, ионно-молекулярных реакциях и особенно в сильном электрическом поле существенно иной. Условия взаимодействия ионизирующих агентов с исследуемыми молекулами соединений определяют эффективность и селективность образования ионов, специфику, распределение интенсивностей в масс-спектре и являются той начальной стадией, на которой закладываются аналитические характеристики метода. В масс-спектрометрии молекула возбуждается, ионизируется, молекулярный ион распадается и исходная молекула уже никогда не может вновь образоваться из полученных осколков. Процессы распада молекулярного иона рассматриваются только как реакции мономолекулярного распада изолированных молекул, что существенно облегчает интерпретацию результатов. Масс-спектры углеводородных соединений представлены в виде таблицы: в них высоты пиков, отвечающих ионам данной массы, выражены в процентах от максимального пика в спектре или от суммы высот всех пиков.
В начале исследуемое жидкое вещество в замороженном состоянии вводится через систему напуска в баллон напуска 1, где при повышенной температуре (в зависимости от температуры кипения исследуемой пробы) и пониженном давлении (до момента испарения образца составляет 10"5 Па) переходит в газообразное состояние. Через диафрагму 2 молекулярным натеканием попадает в ионизационную камеру 3, где под воздействием электронного удара ионизируется. Наименьшая величина Дє0, при которой возможно образование ионов, называется энергией ионизации. Из закона сохранения энергии следует:
є0=Єі+Ає0; Лє0 = І + є2 + є, где є0 - энергия налетающего электрона; Ає0- потеря энергии электроном; sr энергия рассеянного электрона; I- энергия ионизации; є2- энергия выбитого электрона; s - энергия возбуждения молекулярного иона.
Электроны испускаются накаленным катодом и притягиваются анодом, приобретая при этом кинетическую энергию. Энергию электронов можно варьировать от 5 до 100 эв., изменяя разность потенциала между катодом и ионизационной камерой. Образовавшиеся положительно заряженные ионы вытягиваются из зоны ионизации, формируются и ускоряются в электронно-оптической системе 5 . Перед входом в магнитное поле 6 в котором происходит разделение по массам, ионы приобретают определенную энергию (порядка 2 - 4 к эв.). При движении ионов в магнитном поле в направлении, перпендикулярном к силовым линиям, на них действует сила, перпендикулярная к вектору их скоростей и силовым линиям магнитного поля. В результате ионы движутся по круговым траекториям, радиус кривизны которых зависит от отношения массы иона к его заряду (М/е). При соответствующей напряженности электрического и магнитного полей в щель коллектора 7 попадают ионы с определенным значением М/е, все ионы с другими значениями М/е, а следовательно с другой кривизной траектории будут попадать на стенки прибора. Сканируя напряжение (магнитное или электрическое), регистрируем последовательно ионы разных масс.
Зависимость между радиусом кривизны траектории заряженных частиц, величиной М/е и параметрами электрического и магнитного полей выражается формулой: М/е = (Н2- R2)/2V. При столкновениях частиц вероятности различных процессов описываются с использованием понятия эффективного сечения. В масс-спектрометрии определение сечения можно сформулировать следующим образом. Если I - ток электронов, проходящих через область ионизации, 1 - их путь, п - число молекул газа в единице объема, і - полный ток всех ионов, то при условии, что і« I можно записать: і = а-п -1-І. Величина а называется эффективным поперечным сечением процесса ионизации и имеет размерность площади. То есть масс-спектр представляет собой набор отношений сечений образования различных по составу ионов.
Доля каждого иона в масс-спектре оказывается пропорциональной разности потенциалов появления одного и следующего за ним (по потенциалу появления иона). Становится ясно, что преимущественное протекание того или иного процесса определяется энергетикой различных каналов распада.
В данном методе, используемом в масс-спектрометре, рассмотрение масс-спектров углеводородов различных гомологических рядов позволяет интерпретировать основные направления распада молекул при электронном ударе и еделать определенные обобщения относительно влияния молекулярного строения углеродного скелета и водородной ненасыщенности на распределение интен-сивностей пиков в масс-спектрах. Поведение сложной молекулы при взаимодействии с электронами и фотонами, так же как и в химических реакциях, определяется степенью изменения электронной плотности, обусловленной влиянием отдельных групп или атомов. Эти эффекты находят свое отражение в величинах сечения и вероятности ионизации.
Метод масс-спектрального анализа по ASTM Designation: D 2425-67 дает возможность проанализировать исследуемые нами побочные продукты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств на наличие следующих углеводородных групп: 1)парафины, циклопарафины; 2) алкилбензолы, инданы и тетралины; 3) аценафтены CnH2n-i4; 4) аценафтилены СпН2п-іб; 5) инде-ны CnH2n-io; 6) нафталин, нафталины; 7)трициклическая ароматика.
Исследование профилактирующих свойств опытных образцов профилактической смазки «Ниогрин» против прилипания, примерзания и смерзания
Смазочной способностью, или маслянистостью, по определению Г.И. Фукса, называется способность жидкости обусловливать малое сопротивление контактирующих поверхностей твердых тел тангенциальным силам сдвига и высокое сопротивление сближению их под действием нормальной нагрузки [141].
Смазочные пленки образуют граничные фазы с отчетливыми поверхностями раздела. При нанесении профилактического материала на поверхность металла происходит формирование граничного слоя жидкости со свойствами, отличающимися от объемных. Жидкость, на границе радела с твердым телом, находится в особом состоянии [50]. Процесс формирования адсорбционных пленок на металлической поверхности идет постепенно с увеличением концентрации поверхностно-активных молекул до насыщения адсорбционного слоя и сопровождается миграцией молекул вследствие их поверхностной подвижности. Это очень тонкий граничный слой - толщиной меньше 1 мкм, который выполняет функцию смазочной пленки. Он предотвращает непосредственный контакт поверхностей трения. Образование смазочной пленки связано с большой активностью поверхностного слоя металла. Атомы металла, расположенные на поверхности, имеют свободные связи, не компенсированные соседними атомами. Благодаря этому, поверхность металла способна притягивать в первую очередь поверхностно-активные вещества [85].
Адсорбированные молекулы ориентированы определенным образом по отношению к твердой поверхности. Направление ориентации зависит от строения этих молекул и их взаимодействия с граничными фазами [19,76147]. Молекулы, у которых имеются неполярные и полярные части, ориентируются своими полярными группами (карбонильные, карбоксильные и другие радикалы) к металлу или и неполярными группами (углеводородные цепи) к минеральным маслам и другим неполярным жидкостям. Если в молекуле две полярные группы и больше, то молекулы могут располагаться параллельно поверхности. Линейные молекулы (спирты, жирные кислоты) располагаются параллельно друг другу [142]. Электронная дифракция и дифракция рентгеновских лучей [82,170] показывает, что независимо от того, поддерживается ли адсорбционный слой на поверхности металла химическими или физическими силами или их комбинацией, имеет место значительная ориентация полярных молекул в адсорбционном слое. Для смазочных масел, нанесенных на металл, имеются основания предполагать существование слоев толщиной порядка 0,1 п., обладающих свойствами, отличающимися от обычных объемных свойств.
Молекулы углеводородов в отсутствие внешнего электрического ПОЛЯ неполярны, их дипольный момент равен нулю. Присутствующие в нефтепродуктах молекулы гетероатомных соединений содержат атомы серы, кислорода или азота. Такие молекулы полярны и имеют постоянный дипольный момент. Эти соединения, притягиваясь поверхностью металла, строго ориентируются в слоях и создают ту смазочную пленку, которая уменьшает трение и износ. Установлено, что наилучшими смазочными свойствами обладают кислородсодержащие соединения [40]. Толщина граничных слоев неодинакова у различных веществ и зависит от физико-химического состояния [142].
Изучение влияния отдельных групп ароматических углеводородов на смазывающие свойства дизельных топлив, легкого газойля каталитического крекинга с установки Г 43-107 (ЛГКК) показывает, что ароматические углеводороды оказывают значительное влияние на смазывающие свойства дизельного топлива. Для легкого газойля каталитического крекинга Г 43-107 характерно содержание моноциклических ароматических углеводородов 15-30%, бицикли-ческих 45-60%, трициклических 0,1 - 4,5%. Проведенные исследования показали, что смазывающие свойства ароматических углеводородов ухудшаются в ряду трициклические, бициклические, моноциклические. Это связано с тем, что на поверхности адсорбируются в первую очередь полициклические ароматические углеводороды, которые затем переходят в анион-радикалы. ЛГКК содержит значительное количество природных поверхностно-активных веществ и адсорбционных смол, которые могут обусловливать улучшенные смазывающие свойства [85].
Механические свойства на границе твердое тело - жидкость имеют существенное значение для применения смазочных масел, особенно при граничном и полужидком режиме смазки. Большинство исследователей связывают маслянистость с этими свойствами и объясняют ими различную смазочную способность равно-вязких масел. Гарди показал [171], что коэффициент статического трения твердых поверхностей, смазанных тонкими слоями низших парафиновых углеводородов, спиртов и жирных кислот, является линейной функцией молекулярного веса этих соединений. В этих опытах объемная вязкость практически не повлияла на коэффициент трения.
Дерягин с сотрудниками показал, что масла, жирные кислоты и спирты в тонких слоях порядка 0,1 ц обладают измеримым предельным напряжением сдвига. А.С. Ахматов [21] нашел, что пленки смазочных веществ толщиной до 0,2ц имеют упругость формы. Основываясь на этих данных, А.С. Ахматов рассматривает граничный смазочный слой как «квазитвердое» тело [18,19].
«Твердообразные» свойства граничных слоев приводят к тому, что они способны выдерживать высокие нормальные нагрузки. По данным Гарди, сопротивление придавливанию таких слоев достигает многих тысяч кГ/см2, у поверхностно-активных веществ величина сопротивления нагрузке весьма значительна. Согласно определениям А.С. Ахматова [18,20,21] предельное напряжение сдвига граничного слоя стеариновой кислоты на стали равно 25 кГ/см2 и больше. Несущая способность смазочного слоя играет значительную роль в предотвращении трущихся поверхностей от соприкосновения и заедания. Для её повышения к маслам добавляют поверхностно-активные добавки.
Условия работы профилактической смазки в определенной степени идентичны с условиями работы смазочных масел. Смазка должна прочно удерживаться на металлической поверхности в виде тонкой полимолекулярной пленки, препятствуя контакту поверхности вагона и груза. Такая способность смазочных масел называется маслянистостью [99], которая зависит от химического состава и характеризуется прочностью масляной пленки и коэффициентом трения.
