潤滑脂粘度測定

一、潤滑脂簡介

潤滑脂是將一種或幾種稠化劑分散到一種（或幾種）液體潤滑油中形成的一種固體或半固體狀的產(chǎn)物，潤滑脂實質(zhì)上是一種稠化了的潤滑油，由稠化劑以膠團(tuán)或纖維形式均勻地分散在基礎(chǔ)油中，形成膠體分散體系。稠化劑膠團(tuán)或纖維結(jié)構(gòu)通過范德華力和毛細(xì)管作用吸附住基礎(chǔ)油，形成脂。潤滑脂在常溫和靜止?fàn)顟B(tài)時能夠保持一定的形狀而不流動, 可以粘附在金屬表面而不滑落,而當(dāng)其受到高溫或超過一定限度的外力作用時，又能夠像液體一樣流動。因其具有良好的潤滑、抗水、防銹、抗磨、保護(hù)和密封等性能，被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、食品、儀表、鐵路等行業(yè)的軸承、齒輪、渦輪及其他機械部件上。

二、粘度測定及流變學(xué)研究的意義

潤滑脂屬于典型的非牛頓流體，潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性在一定程度上決定了潤滑脂的使用性能。潤滑脂的流變特性直接影響潤滑脂工作過程中表現(xiàn)出的摩擦磨損性能、軸承啟動性能、振動噪聲等性能，與軸承流失、漏油、泵送流動性等使用性能密切相關(guān)。大量的研究和實踐表明，在潤滑脂的生產(chǎn)制備過程中，基礎(chǔ)油粘度、稠化劑種類、稠化劑含量、溫度和添加劑、制備工藝、纖維結(jié)構(gòu)等因素均會對潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性產(chǎn)生影響。

因此，在潤滑脂的生產(chǎn)加工工藝中，必須注意對粘度的控制和流變學(xué)特性的研究。根據(jù)不同的應(yīng)用行業(yè)及使用用途，合理調(diào)節(jié)潤滑脂各組分的種類、含量及配比、微觀纖維結(jié)構(gòu)等參數(shù)，優(yōu)化和改進(jìn)制備工藝，生產(chǎn)出滿足不同行業(yè)及不同用途的產(chǎn)品。

三、潤滑脂粘度測量

使用DV3T錐板流變儀+TC-650 AP循環(huán)水浴系統(tǒng)（如圖1所示），測試一種潤滑脂（用戶提供）在20℃和40℃條件下，粘度隨剪切速率改變而變化的情況。分析溫度和剪切速率對潤滑脂表觀粘度的影響情況，確定潤滑脂粘度的測試方法。TC-650 AP循環(huán)水浴系統(tǒng)用于控制樣品溫度，Rheocalc T軟件連接主機，進(jìn)行程序編輯及數(shù)據(jù)采集，繪制粘度變化曲線，以及數(shù)據(jù)分析，測試數(shù)據(jù)及分析結(jié)果詳見圖2。使用Rheocalc T軟件編輯剪切率掃描程序，待樣品溫度穩(wěn)定后開始粘度測試，根據(jù)圖2 的結(jié)果可知，當(dāng)剪切率增加時，該潤滑脂的粘度顯著下降，具有剪切變稀的特性，在20℃時粘度的下降速率高于40℃時的粘度下降速率。在確定潤滑脂表觀粘度的測試方法時，應(yīng)通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)速（或剪切率），使粘度計的扭矩讀數(shù)在10% - 90% 之間（中高扭矩為佳），以獲得穩(wěn)定且準(zhǔn)確的粘度測試結(jié)果。根據(jù)圖3中扭矩隨剪切率變化的情況，該潤滑脂在20、40 ℃條件下進(jìn)行剪切率掃描測試時，在4、8、20 1/S三種剪切率下，扭矩讀數(shù)在40-60%之間，因此，這三種剪切率均可以作為該潤滑脂的粘度測試條件。此外，為了獲得具有重現(xiàn)性的測試結(jié)果，必須確保測試條件的一致性（粘度計機型、轉(zhuǎn)子編號、轉(zhuǎn)速或剪切率、溫度、測試時間、樣品量等）。

 錐板粘度計適用于微量樣品的粘度測試，測試所需樣品體積僅為0.5-2.0 mL（具體的樣品量與所使用的轉(zhuǎn)子型號相關(guān)），可有效節(jié)約測試成本；錐板粘度計使用錐形轉(zhuǎn)子及配套的樣品杯，可以計算精確的剪切率和剪切應(yīng)力，得到絕對粘度；樣品杯中內(nèi)置RTD溫度探針，通過外接循環(huán)水浴，可實現(xiàn)測試過程中樣品溫度的控制和測量；由于樣品量很少，可快速恒溫，有效提高測試效率。TC-650 AP循環(huán)水浴系統(tǒng)的控溫精度最高可達(dá)0.01℃，為粘度測試提供準(zhǔn)確及穩(wěn)定的溫度條件。