潤滑油抗泡劑的類型和機理

潤滑油抗泡劑的類型和機理

摘要：隨著當前工業(yè)化的不斷深入，越來越多的機械設備被投入到生產(chǎn)當中，要保證這些設備的生產(chǎn)效率需要兼顧各個方面。基于此背景潤滑油在生活中獲得了廣泛的關注和應用，但在潤滑油的使用過程中也出現(xiàn)很多問題，其中危害較重的便是潤滑油泡沫，平平無奇的泡沫會讓潤滑油的使用效果大打折扣，甚至直接危害到機械設備的使用壽命。有效地使用潤滑油抗泡劑能最大限度減少泡沫，這是解決潤滑油泡沫的有效方法?；跐櫥涂古輨┭芯烤哂兄匾默F(xiàn)實意義，本文將結(jié)合常見的潤滑油抗泡劑以及其相關機理，對潤滑油抗泡劑進行深度剖析。關鍵詞：潤滑油抗泡劑；類型；機理在潤滑油使用過程中必定會產(chǎn)生氣體，形成泡沫，這些泡沫雖然看似簡單，但是會帶來很多危害，嚴重影響工業(yè)生產(chǎn)。帶有泡沫的潤滑油甚至會加重相關設備的磨損，影響設備的冷卻散熱功能，對設備造成不可挽回的損耗。對于潤滑油本身來講，泡沫的產(chǎn)生會造成潤滑油實際效果的改變，造成潤滑油過早失效或者變質(zhì)等問題，導致機械設備使用者需要提高換油的頻率，產(chǎn)生一定成本。因此，消除潤滑油中的有害泡沫，對工業(yè)生產(chǎn)、設備運行具有重要意義。一、潤滑油抗泡劑的類型1、泡沫的形成及危害在通常情況下，潤滑油與空氣接觸的過程中都會溶解一定的空氣，在靜息狀態(tài)下存放在潤滑油內(nèi)部，但是在產(chǎn)生碰撞、旋轉(zhuǎn)或者溫度升高等情況時，空氣會迅速從油中分離出來。在潤滑油中的空氣可能會因為設備急速運行、潤滑油中采用不同添加劑或者潤滑油的老化變質(zhì)等情形產(chǎn)生泡沫。潤滑油中的泡沫往往具有一定的穩(wěn)定性，并不會像在水中那樣容易破裂消失，這主要由于潤滑油的自身特性，為保證潤滑油的實際效果，往往會在潤滑油中加入添加劑，以確保其性能的提升，一般會添加兩性基團。在這種添加劑的加持下，潤滑油泡沫會形成穩(wěn)定的油膜，即便氣泡上升至表面也不會輕易破裂。泡沫的形成會造成潤滑油減摩性能降低，造成設備運行的摩擦力加大，進而造成機械設備消耗更多，設備冷卻更容易變熱并且設備得余熱無法景觀潤滑油散出，造成設備冷卻散熱性能降低。2、硅型抗泡劑常見的硅型抗泡劑是一種無味的非極性有機液體，主要是由聚二甲基硅氧烷（T901）構成，但是這一重要的重要成分在實際添加量中非常低，大概只有0.0001%到0.001%之間，即便如此，這種物質(zhì)卻具有非常顯著的抗泡功能。這種抗泡劑的主要原理是利用自身張力低于潤滑油，并且溶解度較低，容易以粒子束狀的形態(tài)存在于潤滑油中，并且能夠緊緊吸附在泡沫膜上，造成泡沫膜表層張力與其他部分產(chǎn)生差異，造成泡沫膜的破裂，加快泡沫的消除。同時，該種物質(zhì)具有一定的穩(wěn)定性，其化學物質(zhì)并不活潑并且揮發(fā)小，具有較好的抗氧化性和抗高溫性，可以保證設備在迅速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生高溫的輕快下，潤滑油依舊保持較少泡沫的狀態(tài)，大大提升生產(chǎn)效率，延長潤滑油的使用壽命。但是，這種抗泡劑需要較高的技術水平，在投放過程中需要嚴格遵守投放方式和投放條件，使用過程需要嚴格控制，一旦產(chǎn)生偏差會大大降低潤滑油泡沫的消除效率。3、非硅型抗泡劑非硅型抗泡劑主要是由聚丙烯酸酯（T911和T912）構成的。在需要長期使用潤滑油的領域，使用硅型抗泡劑會因為時間拉長而逐漸失效，因此通常在汽輪機油以及液壓油中使用非硅型抗泡劑。非硅型抗泡劑在礦物油中相對比硅型抗泡劑具有更加優(yōu)秀的溶解能力，但是其消除泡沫的效果不如硅型抗泡劑優(yōu)秀，添加量也略多于硅型抗泡劑，大概需要0.001%到0.07%之間。非硅型抗泡劑對潤滑油中泡沫的處理主要體現(xiàn)在抑制泡沫，這一點明顯比硅型抗泡劑更加優(yōu)秀，并且這種抗泡劑的使用對潤滑油調(diào)和技術要求相對不高，在酸性介質(zhì)中能夠展現(xiàn)出非常突出的抗泡效果?？傮w而言，非硅型抗泡劑具有不錯的應用效果。4、復合型抗泡劑在硅型抗泡劑和非硅型抗泡劑的使用中都具有非常明顯的缺陷，針對特定的潤滑油，硅型抗泡劑和非硅型抗泡劑可能會效果很好，但是放眼整個市場，這樣的缺陷還是束縛著這兩類抗泡劑的應用。所以，我們在市場中會傾向于使用復合型抗泡劑，根據(jù)實際情況，規(guī)避缺陷，實現(xiàn)抗泡效果最優(yōu)化。隨著當前工業(yè)發(fā)展，越來越多的工業(yè)設備投入生產(chǎn)，由于這些設備的不同特性，采用的潤滑油以及潤滑油中的添加劑必定不同，此時單一使用一種抗泡劑會難以達成預期效果。針對這樣的情況，需要我們結(jié)合潤滑油的實際情況，進行科學合理的調(diào)和，打造一款適合當前潤滑油的復合型抗泡劑，這樣的抗泡劑往往規(guī)避了硅型抗泡劑與非硅型抗泡劑的缺點，集結(jié)二者的優(yōu)點，實現(xiàn)良好的潤滑油抗泡效果。二、潤滑油抗泡劑的作用機理1、消除泡沫的機理以消除泡沫為主要表現(xiàn)的抗泡劑主要表現(xiàn)為抗泡劑需要具有溶解度小的特征，一般情況下抗泡劑會在潤滑油中呈現(xiàn)高度分散的狀態(tài)，并且呈現(xiàn)膠體粒子。這樣的形態(tài)可以幫助抗泡劑更好融入潤滑油泡沫的油膜中，并改變表面的活性，造成局部表面張力變小，這樣的變化會造成泡沫油膜表層張力不均衡，進而在油膜表面產(chǎn)生一定的力，借助這樣的力引發(fā)油膜破碎，達到消除泡沫的效果。相關的研究人員也提出過自己的理解解釋抗泡劑消除泡沫的機理。外國研究人員提出過“架橋－鋪展”的機理來解釋消除泡沫的科學依據(jù)。簡單來說，這個理論是指抗泡劑在液膜至今擴散滲透，取代原有液膜形成“橋梁”并隨著兩側(cè)表面張力液體的影響不斷變薄造成失衡最終破裂，同時由于滲透作用，造成泡沫膜增加空氣的滲透性，加速泡沫之間的整合，實現(xiàn)泡沫的消除。2、抑制泡沫的機理抑制泡沫主要是從泡沫的產(chǎn)生入手，在泡沫產(chǎn)生之前就將其產(chǎn)生的環(huán)境改變，從而達到消除泡沫的目的。地表面張力介質(zhì)在產(chǎn)生泡沫的過程中更加簡單，因此抗泡劑可以從潤滑油表面張力入手，增加潤滑油與空氣的表面張力，降低潤滑油起泡的傾向。如果消除泡沫是泡沫產(chǎn)生之后，那么抑制泡沫就屬于在泡沫產(chǎn)生中或者產(chǎn)生之前就對泡沫產(chǎn)生的環(huán)境進行改造，降低泡沫產(chǎn)生的可能。潤滑油中添加抗泡劑主要作用是在不改變潤滑油形狀的情況下，調(diào)整潤滑油表面張力，達到抑制泡沫的目的。硅型抗泡劑和非硅型抗泡劑不能實現(xiàn)全面的消泡抑泡，主要是由于表面活性物質(zhì)的影響，只有存在表面活性劑的潤滑油才能在添加抗泡劑后實現(xiàn)抑制泡沫的效果。同樣，抑制泡沫和消除泡沫往往是并存的，只不過根據(jù)抗泡劑的性能會展現(xiàn)出不同的效果。在消除泡沫、抑制泡沫的過程中首先要確保抗泡劑的表面張力問題，保證其至少比潤滑油表面張力要小，這樣可以更好地實現(xiàn)油膜破裂。同時，要關注抗泡劑的溶解度，較小的溶解度能夠更好地深入泡沫內(nèi)部，實現(xiàn)由內(nèi)到外的層層擊破，形成良好的消除抑制泡沫的效果。三、結(jié)束語抗泡劑作為減少潤滑油中泡沫的重要工具，可以從消除泡沫和抑制泡沫兩個角度進行研究闡述，展現(xiàn)抗泡劑的獨特性能。同時對抗泡劑不同類型進行分析，點明硅型抗泡劑具有較好的消除泡沫作用，但是技術要求較高，抑制泡沫的能力稍弱，非硅型抗泡劑在消除泡沫方面稍遜于硅型抗泡劑，但是對于長期消泡具有優(yōu)先表現(xiàn)，技術要求較低。復合型抗泡劑是當前市場的主流，根據(jù)實際情況，科學設計調(diào)配抗泡劑，能夠規(guī)避上述二者的缺點，集合優(yōu)點，具有廣泛推廣的價值。Reference：[1]李紫恬.潤滑油抗泡劑機理及特點探討[J].合成潤滑材料,2020,(02):38-41.[2]趙如枰.風電機組齒輪箱潤滑油泡沫的產(chǎn)生原因、危害及處理措施[J].工程機械,2020,(04):108-112+10.[3]張亮,王洋.抗泡劑對潤滑油的影響[J].潤滑油,2019,(06):40-43.[