在润滑胎的生产过程中，固体添加剂一般通过机械搅拌作用分散在润滑脂中。由于机械搅拌的分散效果绝大部分作用于宏观层面，因而很难在微观层面上将固体添加剂微粒均匀的混合在润滑胎中，特别是mos2、石墨等亚微米粒子在搅拌过程中更容易混合、结块，对润滑胎的润滑性能会产生一定的负面影响。
本文尝试利用高能超声波在微观层面上分散复合锂基润滑脂中的 mos2亚微米粒子，并研究该过程对润滑脂性能产生的影响。
1 试验设备
超声波分散试验装置如图 1。
该套装置主要工作原理为由超声波控制器推动变幅杆产生超声波，通过导入杆将超声波导入一个模拟润滑脂均化处理后经输送钢管到储料罐的环境。由于润滑脂要经过均化设备进行宏观均化以后再由输送管道进入储料罐或直接进入包装桶，故将超声设备设计安装在均化设备和储料罐之间的输送管道上。超声波控制器频率 功率可调，最大功率为1kw；导入杆端面直径为 23mm，插入润滑脂表面约 10mm；储脂钢管内径为 l00mm，长度为300mm.
2、试验方法
影响超声波搅拌效果的因素很多,主要包括超声波的功率、频率,超声波的作用范围、作用时间,润滑脂的温度,导入杆的倾斜角度等。由于试验用超声波设备产生的超声波频率已固定,而工厂内用于润滑脂输送管道的直径,润滑脂通过管道的时间以及管道内润滑脂的温度也已固定,考虑到工业安装的问题,导入杆与输送管道垂直,此时超声波的入射角与润滑脂的流动方向的夹角为90℃。因此在此试验中将超声波的频率,超声波的作用范围、作用时间,润滑脂的温度和导入杆的倾斜角度设为固定值,主要考察超声波的功率变化对分散mos2 亚微米粒子效果的影响, 将其分为100w、200w、300w、500w、1000w五档。
选择试验用mos2 亚微米粒子为片层状结构,平均粒径为0.6μm。润滑脂采用自制2号复合锂基润滑脂作为基础脂。mos2 亚微米粒子在润滑脂中的添加量为1%。为了排除其它因素的干扰,除mos2 外,未添加其它添加剂。将通过胶体磨研磨后的含mos2 的润滑脂均匀分成若干试样进行试验。参考生产中润滑脂在管道中的移动速度,将加载超声波的作用时间定为5 s。
参考生产中此段管道内润滑脂的温度,将实验中润滑脂的温度定为100℃。超声波作用过后,用推杆将润滑脂从装脂钢管推出,每份试样取若干等重小样,分成每份0.1g的50份,用l3直读icp发射光谱仪对润滑脂中mo的含量分布情况进行分析,计算平均值.x和标准差σ,并对润滑脂的性能进行对比测试。
3 试验结果
3. 1 亚微米粒子分布情况
理论上润滑脂中mo的含量为:
经超声波处理后mos2 复合锂基润滑脂中mo元素含量平均值如图2所示。
mo元素含量标准差的变化情况见图3。
从图2、图3 可以看出,随着超声波功率的增大,mos2 在润滑脂中的分布均匀情况得到了很大改善,这一点在标准差的变化情况上表现得尤为清晰。同时可以看出,超声波功率大于300w后,进一步加大功率对mos2 的分散作用趋于平缓。
3. 2 分散前后润滑脂摩擦因数对比
测试在mrs - 10a型四球极压实验机上进行。试验转速为1200 r/min, 时间为30min, 载荷为294n,实验用球为国家ⅱ级标准gcr15轴承钢球,直径为12. 7mm,硬度为hrc64 - 66。测试该润滑脂在不同温度下的摩擦因数μ,以此来对比润滑脂在通过超声波分散mos2 前后在摩擦学性能上的变化。
在其它条件相同的情况下, 实验温度分别为20, 50, 100, 150℃所得到的结果如图4所示。
摩擦因数测试结果表明,经超声波分散处理后,复合锂基润滑脂的摩擦因数有了很大程度的降低,而且对比图2、图3可以看出,这种降低的趋势,与之下降,得糖缓慢但总得糖率逐渐升高。
2.4 重复实验
根据上述实验条件和实验结果可知,离子液体体系下纤维素酶降解纤维素的最佳反应条件温度为50℃, ph值= 4. 6,由时间因素看反应6h即可得出较优的水解得糖率,并且之后得糖率变化较小,因此重复实验中适宜将反应时间设定为6h。在此条件下进行了四次平行实验,结果见表1所示。
由表1中数据可知,在此条件下的验证实验结果重现性较好。选择在上述条件下进行酶解反应,离子液体体系下纤维素酶降解纤维素的水解得糖率最高。因此,确定了比较合适的反应条件:时间为6h,温度为50℃, ph值为4. 6,所得纤维素的水解得糖率平均为24. 95%。
3 结论
(1) 应用一种带有烷基醋酸盐阴离子基团的咪唑型离子液体可以使得纤维素的酶法糖化分解反应一步完成。经实验得到的最佳条件是:时间为6h,温度为50℃, ph值为4. 6,所得纤维素的水解得糖率为24. 95%。在最佳条件下进行了重复实验,由实验数据可知,在此条件下的验证实验结果重现性较好。
(2) 这种方法可省略掉回收再生纤维素的繁琐,能够使很多纤维质材料通过一步简单的糖化分解得到葡萄糖。它将在诸如由纤维质材料生产生物乙醇等综合的生物过程中发挥很大的应用。