חוזק מתיחה של שומנים. חומרי סיכה מפלסטיק. יתרונות וחסרונות של חומרי סיכה

שומניםמורכב משלושה מרכיבים עיקריים - בסיס בסיסי, מעבה ותוספים. התרכובות המרכיבות את הרכיבים הללו מוצגות באיור. 4.1.

האפשרות להשתמש בחומרי סיכה תלויה בתכונות הביצועים שלהם, אשר נקבעות על ידי הרכב חומרי הסיכה:

1. בסיס בסיסי (שלב נוזלי)ברוב חומרי הסיכה, הוא מהווה את החלק הגדול ביותר - 75–90%.

2. מעביםיש נפח קטן - עד 25%.

3. תוספיםלשפר את המבנה, היציבות, נגד שחיקה, הידבקות ותכונות אחרות.

שמני נפט משמשים כשלב הנוזלי של רוב חומרי הסיכה. חומרי סיכה כאלה אינם נדירים, יש להם מספר יתרונות בהשוואה לחומרי סיכה המבוססים על מוצרים סינתטיים. הצמיגות של שמנים המשמשים לייצור חומרי סיכה היא בעיקר עד 10 cSt ב-100 ºC, אך לפעמים משתמשים גם בשמני תעופה MS-20 ושמני צילינדר 52 וכו'.

לתנאי הפעלה קשים במיוחד (בטמפרטורות נמוכות וגבוהות, במגע עם מוצרים אגרסיביים), משתמשים בחומרי סיכה, שהשלב הנוזלי שלהם מורכב ממוצרים של סינתזה אורגנית - שמנים סינתטיים. בהתבסס עליהם, ניתן להשיג חומרי סיכה עמידים כימית עם טווח טמפרטורת עבודה בין מינוס 60 ל-200 מעלות צלזיוס; בעל תכונות גבוהות נגד שחיקה, ניטרלי לגומי.

תכונות הביצוע של חומרי סיכה נקבעות בעיקר לא על ידי שמני סיכה, אלא על ידי מעבים שהם חלק משמנים. לכן, כאשר מסווגים חומרי סיכה לפי הרכב, קודם כל, סוג של מעבה מובחן. מטבעו של המעבה, כל חומרי הסיכה מחולקים לסבון, פחמימנים, אנאורגניים ואורגניים.

מעבי הסבון הנפוצים ביותר. סבונים הם מלחים של חומצות שומן גבוהות יותר, אשר מתקבלים על ידי נטרול חומצות שומן גבוהות יותר (אורגניות) עם הידרוקסידי מתכת (NaOH, Ca (OH) 2 וכו'):

שבו אני הוא קטיון המתכת;

R הוא רדיקל אליפטי.

בפועל, לייצור סבונים המשמשים בחומרי סיכה, משתמשים בחומצות שומן בודדות המתקבלות משומנים טבעיים, שומנים טבעיים עצמם וחומצות שומן סינתטיות הנוצרות במהלך חמצון הפרפין.

כבסיסים לנטרול חומצות משתמשים בהידרוקסידים של מתכות רבות - ליתיום, נתרן, סידן, מגנזיום, אבץ, סטרונציום, בריום, אלומיניום, עופרת, כסף. חומרי סיכה של סידן, נתרן, ליתיום ואלומיניום נפוצים במיוחד.

שומני סידן - חומרי סיכה Ca (גריז)בעלי נקודות התכה נמוכות, הם משמשים ביחידות בהן הטמפרטורה אינה עולה על 70 מעלות צלזיוס. היתרונות של גריז הם עמידות גבוהה למדי למים, תכונות מגן טובות ואנטי-בלאיות.

לחומרי סיכה יש תכונות ייחודיות משמנים על סבוני סידן מורכבים- ksa-סבון. האות "ק" מציינת שהמעבה מכיל מספר סבונים, אך הסמל והשם הכימיים נקבעים על ידי הסבון שיש לו אחוז גדול יותר בתערובת. היתרון העיקרי של חומרי סיכה כאלה הוא יציבות תרמית גבוהה. חלקם נשארים פעילים עד 200 מעלות צלזיוס ומעלה. הם, כמו שומנים, הם חומרי סיכה עמידים למים, אך במקרים מסוימים יש להם היגרוסקופיות גבוהה.

חומרי סיכה נתרן (לא- חומרי סיכה)בעלי יציבות תרמית טובה יותר מחומרי סיכה Ca. הם משמשים ביחידות עם טמפרטורות חימום של עד 110 ... 130 ºC. החיסרון העיקרי של חומרי סיכה Na הוא עמידותם הנמוכה למים.

שומני ליתיום (לי- חומרי סיכה)הופכים נפוצים יותר. הם מיושמים בטמפרטורות של עד 120 מעלות צלזיוס ומעלה ואינם מסיסים במים.

חומרי סיכה מאלומיניום (אל- חומרי סיכה)עמידים מאוד במים, אפילו במגע עם מי יםמה שקובע את יישומם.

חומרי סיכה פחמימנייםמתקבל על ידי מיזוג שמן נפט עם פחמימנים מוצקים (פרפינים, סרסין, פטרולאטום). אלו הם חומרי הסיכה הזולים ביותר. עמידות גבוהה למים ותכונות הגנה קבעו מראש את השימוש הרחב שלהם כחומרי שימור.

מעבים אורגניים(פיגמנטים, נגזרות של אוריאה וכו') משפרים את תכונות הביצועים של חומרי סיכה.

חומרי סיכה פיגמנטים (עמ'- חומרי סיכה)בעלי יציבות תרמית גבוהה מאוד. רבים מהם נשארים יציבים בטמפרטורות של 250...300 ºC ומעלה. כלפי חוץ, חומרי סיכה Pg נבדלים על ידי צבע בהיר.

דוגמה לחומרי סיכה המתקבלים על ידי עיבוי עם נגזרות של אוריאה הם ureate (Ur- חומרי סיכה). הם גם חומרי סיכה יציבים מבחינה תרמית.

בין חומרי סיכה אנאורגנייםהכי נפוץ סיליקה ג'ל (סִי- חומרי סיכה). סיליקה ג'ל עמיד בפני חמצון וסביבות אגרסיביות, אך לחומרי סיכה Si יש תכונות הגנה ונוגדות בלאי נמוכות. מעבים אנאורגניים כוללים גם פולימרים: פוליטטראפלואורואתילן, פוליוויניל כלוריד וכו'. רבים מהם, במיוחד הלואורגניים, עמידים בפני מדיה אגרסיבית.

תוספים (תוספים)לשפר באופן משמעותי את תכונות הביצועים של שומנים. חלק מחומרי סיכה, יחד עם חומר מעבה, מכילים חומרי מילוי - תוספים מוצקים (מוליבדן דיסולפיד, גרפיט, נציץ וכו'), המגבירים את יעילותם של חומרי הסיכה.

בחומרי סיכה רבים, פעילי שטח כגון גליצרין ולעתים קרובות מים ממלאים תפקיד חשוב בייצוב מערכות קולואידיות שמן סבון. כמות המים בחומרי סיכה תלויה בתכונות הסבון ובתכולת חומרי השטח האחרים והיא מגיעה ל-2% בחומרי סיכה מסוימים, ובאחרים מאיית האחוז.

מספר חומרי סיכה מכילים תוספים בהרכבם. נוגדי חמצון הם התוספים הנפוצים ביותר עבור שומנים. גם תוספים נגד קורוזיה ואנטי בלאי נפוצים. האחרונים מתווספים לחומרי סיכה בעלי תכונות הגנה נמוכות. חומצות שומן, הסבון שלהן, כמה אמינים, מלחים של חומצות נפתניות וסולפוניות משמשות כתוספות כאלה.

תוספים נגד בלאי הם בדרך כלל תרכובות של גופרית, כלור וזרחן בשילובים שונים, תרכובות של מתכות מסוימות. במקרים מסוימים, משתמשים בשומנים מגופרתיים מן הצומח מהחי.

בעת הכנסת תוספים, יש לקחת בחשבון את תופעות הלוואי המזיקות האפשריות שלהם על המבנה והמאפיינים של חומרי סיכה. לדוגמה, מוליבדן דיסולפיד, על ידי הפחתת קצב הבלאי של מתכות בתנאי חיכוך, ברוב המקרים מגביר את עמידותם בפני קורוזיה של חומרי סיכה. כתוצאה מכך, כאשר תוספים מוכנסים הן בתהליך ייצור חומרי סיכה והן במהלך השימוש בהם, יש צורך ללמוד את כל מכלול ההשפעה של תוספים אלו הן על חומר הסיכה עצמו והן על חומרים מבניים.

סיווג של חומרי סיכה פלסטיים.

חומרי סיכה מסווגים לפי הרכב ומטרה. מכיוון שלמעבים יש השפעה מכרעת על המבנה והתכונות של חומרי סיכה, סוג המעבה הוא הבסיס לסיווג חומרי הסיכה לפי הרכב. לפי סוג המעבה, השמנים מחולקים ל:

חומרי סיכה לסבון.

חומרי סיכה פחמימניים.

חומרי סיכה המבוססים על מעבים אנאורגניים.

סבון, בהתאם להרכב המעבה, מחולקים ל

חומרי סיכה רגילים לסבון;

שומנים המבוססים על מעבי סבון מורכבים (המעבה מכיל מלחים של חומצות במשקל מולקולרי נמוך וגבוה);

חומרי סיכה המבוססים על מעבי סבון מעורבים (המעבה מכיל מלחים של מתכות שונות).

לפי סוג הקטיון, מולקולות סבון סיכה מחולקות לסידן, נתרן, ליתיום, בריום, אלומיניום וכו'.

חומרי סיכה נבדלים על ידי הרכב השומנים

על שומנים סינתטיים (שברים של חומצות שומן סינתטיות המתקבלות על ידי חמצון של פרפינים);

על שומנים טבעיים (בדרך כלל תערובות של שומנים צמחיים ובעלי חיים מוקשים);

על טכני חומצות שומן(סטארית, 12-הידרוקסיסטיארית וכו').

לפי מטרה, חומרי סיכה מחולקים ל:

אנטי חיכוך - כדי להפחית את החיכוך והבלאי של חלקי מכונות ומנגנונים;

שימור - כדי להגן על מוצרי מתכת מפני קורוזיה;

איטום - לאיטום משטחי שפשוף, רווחים וסדקים;

מיוחד - חיכוך, הרצה, אנטי-הקרדה וכו'.

אנטי חיכוך (כ-70 מותגים, הקבוצה הגדולה ביותר). הם משמשים לשימון יחידות חיכוך גסות ועמוסות בכבדות של כלי רכב (מתלים של גלגלי שיניים, קפיצים), ציוד כרייה, יחידות שונות של מנגנונים תעשייתיים (מסועים, מכונות חקלאיות), מיסבים, מנועים חשמליים וכו'. אלה כוללים גריז, Litol-24, Fiol-1, CIATIM-221 וכו '.

חומרי סיכה מגנים או שימורים. הם משמשים להגנה על משטחי מתכת מפני קורוזיה, מוצרי עור מפני התייבשות וריקבון. חומרי סיכה אלה מיושמים על משטחי מתכת במצב מחומם ל-100-110 מעלות צלזיוס, וכאשר נשמרים מחדש, הם נשטפים עם ממס אורגני או מים חמים. הנציגים המפורסמים ביותר הם Movil, Molvin-ML, המשמשים להגנת קורוזיה של משטחים פנימיים שקשה להגיע אליהם של מרכבי רכב.

חומרי סיכה לאיטום (14 דרגות) משמשים כתווך איטום בחיבורי הברגה, ציוד צנרת וסגירה, בצמתי מערכות ואקום וכו'.

חומרי סיכה לחבלים - עמידים ללחות והתקשחות נמוכה, מיועדים לפעולה ב-50 מעלות צלזיוס, המשמשים להספגה של הליבות של חבלי פלדה כוח, כמו גם בייצורם ובהפעלתם בציוד כרייה וטיפול.

כמו כן, בין אנטי חיכוך נחשבים:

חומרי סיכה לרכב (Litin-2; AM-cardan; Litol 459/5; LSTs-15 וכו');

חומרי סיכה לרכבת (LZ-TsNII; ZhRO; Stile ZhK; TsNII-KZ; ZhT-72 וכו');

חומרי סיכה ימיים (AMS-1; AMS-3; MS-70; MUS-3A; MZ);

חומרי סיכה לתעופה (עידן; ATLANTA; ספיר; SEDA; Lead-01; NK-50; מס' 9);

חומרי סיכה תעשייתיים (Uniol-2M/2; IP-1(L, Z); LKS-2 וכו');

חומרי סיכה לקידוח (Dolotol N; Dolotol AU; Dolotol NU; Geol-1; Plastol);

חומרי סיכה אלקטרומגע (VNIINP-248, 502; Elektra).

רוב חומרי הסיכה, הן מבחינת המבחר והן מבחינת היקפי הייצור, שייכים לשתי הקבוצות הראשונות. להכנת חומרי סיכה נגד חיכוך משתמשים בעיקר במעבי סבון, לשימור חומרי סיכה - מעבים פחמימנים. מנקודת המבט של היישום, שומנים יעילים ביותר בטמפרטורות גבוהות ועומסי מגע, ביחידות חיכוך הפועלות מעת לעת או עם שינוי תכוףהוראות נסיעה. חומרי סיכה אוטמים היטב את יחידות החיכוך; השימוש בהם מפחית את העלות של חומרי סיכה ותחזוקה של מנגנונים.

יש גם סיווג לפי עקביות. לפי עקביות, חומרי סיכה מחולקים לפלסטיק, חצי נוזלי ומוצק. חומרי סיכה פלסטיים ונוזליים למחצה הם מערכות קולואידיות המורכבות ממדיום פיזור, שלב מפוזר, כמו גם תוספים ותוספים. חומרי סיכה מוצקים לפני ריפוי הם תרחיפים שבהם תווך הפיזור הוא שרף או חומר מקשר וממס אחר, והחומר המעבה הוא מוליבדן דיסולפיד, גרפיט, פחמן שחור וכו'. לאחר ריפוי (אידוי הממס), חומרי סיכה מוצקים הם סולאים בעלי כל התכונות של מוצקים ומאופיינים במקדם חיכוך יבש נמוך.

בחו"ל נעשה שימוש נרחב בסיווג חומרי סיכה לפי חדירה.

בחירת הסבון: כל שאר הדברים שווים, הסיבים הגדולים ביותר אופייניים לחומרי סיכה של נתרן (עד 80 מיקרון), קצרים לליתיום (2- מיקרון) וסידן (1-3 מיקרון). השלב המפוזר של חומרי סיכה מאלומיניום נוצר על ידי חלקיקים מיקרו-כדוריים אמורפיים בגודל של פחות מ-0.1 מיקרומטר.

הטמפרטורה היא גורם חשוב למיצליזציה ויצירת מבנה: תהליכים קולואידים-כימיים בייצור חומרי סיכה מתרחשים בטמפרטורה משתנה ללא הרף ואינם מסתיימים לחלוטין עם סיום הכנתם (כאשר מקוררים ל-30-40 מעלות צלזיוס). לכן, יש צורך לבצע "הבשלה" של חומרי סיכה במשך 1-2 ימים במנוחה ובטמפרטורת החדר. עם זאת, עבור חומרי סיכה רבים, מצב שיווי המשקל אינו מושג והם משנים את התכונות לאורך זמן.