Nghiên cứu sự ảnh hưởng của phụ gia đến tính chất của mỡ được chế tạo trên cơ sở chất làm đặc nano silica hexametyldisilazan

Nội dung bài viết nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số loại phụ gia đến tính chất của mỡ trên cơ sở chất làm đặc nano silica biến tính hữu cơ. Các phụ gia được khảo sát bao gồm: Phụ gia giảm mài mòn, chống xước (tricrezyl photphat), phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại (P89), phụ gia chống oxi hóa (diphenylamin).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của phụ gia đến tính chất của mỡ được chế tạo trên cơ sở chất làm đặc nano silica hexametyldisilazan Hóa học & Kỹ thuật môi trường NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA MỠ ĐƯỢC CHẾ TẠO TRÊN CƠ SỞ CHẤT LÀM ĐẶC NANO SILICA/HEXAMETYLDISILAZAN Nguyễn Sơn Nam1*, Lê Quang Tuấn2, Lê Thanh Sơn3 Tóm tắt: Mỡ trên cơ sở chất làm đặc nano silica hiện nay đã và đang được quan tâm nghiên cứu và đưa vào ứng dụng. Trong đó, các nghiên cứu về phụ gia cho loại mỡ này là nhiệm vụ quan trọng trong quá trình chế tạo mỡ. Nội dung bài báo nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số loại phụ gia đến tính chất của mỡ trên cơ sở chất làm đặc nano silica biến tính hữu cơ. Các phụ gia được khảo sát bao gồm: phụ gia giảm mài mòn, chống xước (tricrezyl photphat); phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại (P89); phụ gia chống oxi hóa (diphenylamin). Chất lượng mỡ được đánh giá thông qua một số phương pháp đo như: đo độ bền sương muối, đo độ bền chống oxi hóa và đo khả năng giảm mài mòn, chống xước. Từ khóa: Silica thickener, Grease, Modification, Additives. 1. MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật là sự xuất hiện của các loại máy móc, trang thiết bị. Với thực tế đó, nhu cầu về vật liệu bôi trơn, bảo vệ đối với các loại trang thiết bị này ngày càng đòi hỏi cao hơn về chất lượng cũng như sự đa dạng hóa về chủng loại. Để cải thiện một số tính chất của mỡ bôi trơn chống ăn mòn kim loại, cần phải bổ sung vào mỡ một số loại phụ gia nhằm nâng cao tính chất sử dụng của mỡ [1]. Chính vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá sự ảnh hưởng của các loại phụ gia đối với một số hệ mỡ bôi trơn là rất cần thiết. Hiện nay, để chế tạo mỡ, ngoài các chất làm đặc là các chất gốc xà phòng, nhiều nhà khoa học đã và đang nghiên cứu sử dụng các chất làm đặc là vật liệu vô cơ thể rắn, mang đặc tính phân tán cao. Trong đó, silica biến tính hữu cơ là một hợp chất điển hình [6]. Để chế tạo mỡ trên cơ sở chất làm đặc silica, việc lựa chọn phụ gia là vấn đề quan trọng cần được quan tâm nghiên cứu. Muốn lựa chọn phụ gia, ngoài yếu tố về chất lượng còn cần quan tâm đến khả năng tương hợp của các loại phụ gia đến tính chất của mỡ. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về phụ gia cho thêm vào mỡ với thành phần là dầu khoáng và chất làm đặc nano silica còn rất ít [5]. Do vậy, nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của một số phụ gia đến tính chất của mỡ như: phụ gia giảm mài mòn, chống xước (tricrezyl photphat); phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại (P89); phụ gia chống oxi hóa (diphenylamin) [1]. Về mặt lý thuyết, các phụ gia được lựa chọn như hexametyldisilazan, P89, tricrezyl photphat đều là các hợp chất hữu cơ tan tốt trong mỡ. Bên cạnh đó, các phụ gia này đều mang tính kiềm nên chúng không tạo phản ứng hóa học với nhau. Trên thực tế, để đánh giá được sự ảnh hưởng của các phụ gia đối với tính chất của mỡ thì cần thực hiện một số nghiên cứu như xác định độ ổn định oxi hóa, khảo sát khả năng bảo vệ chống ăn mòn kim loại và xác định được mức độ giảm mài mòn, chống xước. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Nguyên liệu, hóa chất Nano silica sử dụng làm chất làm đặc cho mỡ được chế tạo từ vỏ trấu, sau đó biến tính bằng hexametyldisilazan (đã được khảo sát riêng) [3]; sản phẩm sau biến tính có kích thước khoảng (40  50) nm, diện tích bề mặt riêng trên 100 m2/g. Dầu SN500 là phân đoạn dầu nặng, sôi trong khoảng (450 ÷ 500) oC [4]. Phụ gia tricrezyl photphat do hãng Merck của Đức sản xuất. Phụ gia P89 là hợp chất dầu nitro hóa, oxi hóa do Viện Hóa học - Vật liệu / Viện Khoa học và Công nghệ quân sự chế tạo [2]. Hexametyldisilazan do hãng Merck của Đức sản xuất. 178 N. S. Nam, L. Q. Tuấn, L. T. Sơn, “Nghiên cứu sự ảnh hưởng … hexametyldisilazan.” Nghiên cứu khoa học công nghệ 2.2. Chế tạo mỡ trên cơ sở chất làm đặc nano silica biến tính hữu cơ và các phụ gia tương hợp Lấy 770g dầu SN500 vào bình chế tạo mỡ chuyên dụng có dung tích 3 lít. Tiếp tục bổ sung 190g silica biến tính bằng hexametyldisilazan (HMDS) kết hợp với khuấy trộn ở nhiệt độ phòng trong thời gian 30 phút, tốc độ khuấy 90 vòng/phút. Sau khi hỗn hợp đồng nhất, nâng nhiệt độ của hỗn hợp lên 200oC, khuấy và giữ ở nhiệt độ này trong thời gian 3 giờ đến khi hỗn hợp keo hóa hoàn toàn. Hạ nhiệt độ xuống 110oC, khuấy và phối trộn thêm phụ gia với các hàm lượng khác nhau. Phụ gia sử dụng gồm: phụ gia chống oxi hóa (hexametyldisilazan); phụ gia giảm mài mòn, chống xước (tricrezyl photphat); phụ gia bảo vệ, chống ăn mòn kim loại (P89). Cuối cùng làm nguội, ổn định và tạo cấu trúc mỡ đồng nhất ở 25oC trong thời gian 40 đến 48 giờ. Trong quá trình khuếch tán và tăng nhiệt độ, hỗn hợp cần luôn được khuấy trộn tránh bị quá nhiệt cục bộ làm phá vỡ cấu trúc hệ thống gel vừa được tạo ra. 2.3. Các phương pháp và thiết bị nghiên cứu Để đánh giá hiệu quả của phụ gia chống ăn mòn kim loạ ...