張恩惠,李維民*,趙改青*,包新宇,王曉波

(1.中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所 固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730000;2.青島市資源化學(xué)與新材料研究中心,山東 青島 266100)

潤(rùn)滑脂是由基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑構(gòu)成的半流體狀潤(rùn)滑材料，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其技術(shù)水平與工業(yè)機(jī)械、交通運(yùn)輸和航空航天等各類高端裝備制造業(yè)的發(fā)展密切相關(guān).隨著我國(guó)高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，越來越苛刻的工況對(duì)潤(rùn)滑脂節(jié)能、降耗和長(zhǎng)壽命等指標(biāo)不斷提出更高的要求.不斷對(duì)潤(rùn)滑脂進(jìn)行高性能優(yōu)化是潤(rùn)滑脂研究領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì).

基礎(chǔ)油是潤(rùn)滑脂的重要組成部分，約占潤(rùn)滑脂總重的75%～95%.基礎(chǔ)油的結(jié)構(gòu)和組成對(duì)潤(rùn)滑脂的關(guān)鍵性能和使役行為都有著顯著的影響.目前，礦物油是應(yīng)用最廣泛的潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)油，其市場(chǎng)份額可達(dá)90%.與合成油和植物油不同的是，礦物油種類和牌號(hào)繁多，分子組成十分復(fù)雜，主要包括石蠟基礦物油、環(huán)烷基礦物油和中間基礦物油.同類型的礦物油按賽氏黏度等級(jí)可分為不同的牌號(hào).礦物油的黏度對(duì)其所制備潤(rùn)滑脂的各項(xiàng)性能有著重要的影響，從分子層面細(xì)致地研究不同黏度礦物油對(duì)潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)以及摩擦學(xué)性能和流變性等關(guān)鍵性能的影響，對(duì)高端裝備潤(rùn)滑脂的研發(fā)具有重要意義.

近年來，人們更多地關(guān)注各類添加劑對(duì)潤(rùn)滑脂各項(xiàng)性能的影響[1-4]，而基礎(chǔ)油的影響卻被長(zhǎng)期忽視，僅有少數(shù)研究報(bào)道.如Couronné等[5]研究發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)油的黏度對(duì)潤(rùn)滑脂皂纖維尺寸和形狀以及空腔體積大小均有一定的影響，但是試驗(yàn)中采用了礦物油和酯類油進(jìn)行比較研究，無法準(zhǔn)確地歸納不同黏度的礦物油對(duì)潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)的影響.曾輝等[6]采用了兩種不同黏度的基礎(chǔ)油制備了復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂，發(fā)現(xiàn)高黏度基礎(chǔ)油制備的潤(rùn)滑脂有更多長(zhǎng)而粗的皂纖維，對(duì)基礎(chǔ)油的吸附能力較強(qiáng)，但機(jī)械安定性相對(duì)較低.Delgado等[7]研究了石蠟基礦物油的黏度和皂含量對(duì)鋰基潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)與流變性的影響，發(fā)現(xiàn)高黏度基礎(chǔ)油制備的潤(rùn)滑脂皂纖維較長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱、纏結(jié)度較低，導(dǎo)致機(jī)械安定性較弱.王偉軍等[8]認(rèn)為，黏度較大礦物油中環(huán)烷烴和芳烴等極性組分的含量較大，基礎(chǔ)油體系的極性較強(qiáng)，因此形成的皂纖維短而粗、結(jié)構(gòu)疏松、纏結(jié)度較低，纖維之間形成空腔體積較大.Laurentis等[9]研究了潤(rùn)滑脂中基礎(chǔ)油組分類型、黏度和稠化劑類型對(duì)摩擦學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)下，潤(rùn)滑脂的摩擦系數(shù)取決于主要基礎(chǔ)油的黏度和類型，低黏度的基礎(chǔ)油易于減小摩擦.上述文獻(xiàn)報(bào)道研究對(duì)象多以合成油為主，選取的礦物油樣本較少，不足以細(xì)致地闡述礦物油黏度對(duì)潤(rùn)滑脂性能的影響規(guī)律.此外，上述研究大多針對(duì)基礎(chǔ)油黏度對(duì)潤(rùn)滑脂單一性能的影響，缺乏對(duì)潤(rùn)滑脂各項(xiàng)性能的綜合研究.

本文中選擇鋰基潤(rùn)滑脂常用的MVI500礦物基礎(chǔ)油作為研究對(duì)象，采用薄膜蒸發(fā)技術(shù)獲得不同黏度的礦物基礎(chǔ)油組分，考察不同黏度組分制備的鋰基潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)、摩擦學(xué)性能和流變學(xué)性能的區(qū)別，從分子層面闡釋基礎(chǔ)油黏度對(duì)潤(rùn)滑脂性能的影響規(guī)律，探討礦物基礎(chǔ)油中不同黏度組分在潤(rùn)滑脂整體性能表現(xiàn)中發(fā)揮的作用，本研究對(duì)高端裝備潤(rùn)滑脂的研發(fā)工作具有一定的指導(dǎo)意義.

1 試驗(yàn)部分

1.1 基礎(chǔ)油組分制備

MVI500礦物基礎(chǔ)油購(gòu)自中國(guó)石油化工股份有限公司荊門分公司.采用薄膜蒸發(fā)儀對(duì)MVI500基礎(chǔ)油進(jìn)行分離，蒸發(fā)溫度以20 ℃間隔，將MVI500基礎(chǔ)油切割為220、240、260和260 ℃以上等4個(gè)窄餾分，收集餾分，樣品分別標(biāo)記為M220、M240、M260和M260+.采用質(zhì)譜法依據(jù)SH/T0659測(cè)定MVI500及其組分的烴類組成，并測(cè)定各組分的理化性能.

1.2 鋰基潤(rùn)滑脂制備

本研究中采用預(yù)制皂法制備鋰基潤(rùn)滑脂.將基礎(chǔ)油加入至圓底燒瓶中，加入12-羥基硬脂酸鋰(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%)，攪拌加熱至220 ℃，高溫?zé)捴? min，停止加熱，迅速將混合溶液倒入鐵盤，冷卻至常溫，經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨3次成脂.MVI500、M220、M240、M260和M260+制備的鋰基潤(rùn)滑脂分別編號(hào)為G、G220、G240、G260和G260+.

1.3 鋰基潤(rùn)滑脂理化性能測(cè)定

根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定不同鋰基潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)(GB/T 3498)、錐入度(GB/T 269)和鋼網(wǎng)分油(SH/T 0324).鋰基潤(rùn)滑脂的起始氧化溫度采用高壓差示掃描量熱儀(PDSC)測(cè)定，溫度從室溫以10 K/min升至350 ℃，氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，氣壓為35.0 MPa，氧氣流速為100 mL/min.

1.4 鋰基潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)表征

采用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM，MERLIN Compact，Zeiss)觀察鋰基潤(rùn)滑脂皂纖維結(jié)構(gòu).取少量潤(rùn)滑脂樣品，用石油醚洗脫基礎(chǔ)油，離心收集皂纖維，反復(fù)洗脫五次，取少量石油醚混懸液滴在銅網(wǎng)上，置于室溫下干燥，噴金處理并采用FE-SEM觀察.

1.5 流變性測(cè)試

采用流變儀(MCR-302，Anton Parr)測(cè)試鋰基潤(rùn)滑脂的流變性.潤(rùn)滑脂儲(chǔ)能模量和損耗模量采用振蕩模式測(cè)試，平板間距為1 mm，測(cè)試溫度為40、80和120 ℃，樣品平衡時(shí)間為8 min，剪切形變量為0.01%～100%.觸變性測(cè)試采用平板旋轉(zhuǎn)模式，平板間距為1 mm，測(cè)試溫度為40 ℃，樣品平衡5 min，剪切速率由0.01 s-1逐漸增大到10 s-1，恒定剪切后，逐漸降回至0.01 s-1.

1.6 摩擦學(xué)性能測(cè)試

采用四球試驗(yàn)機(jī)(MS-10A，廈門天機(jī)公司)測(cè)試鋰基潤(rùn)滑脂的減摩抗磨性能.測(cè)試載荷為392 N，轉(zhuǎn)速為1 200 r/min，溫度為75 ℃，時(shí)間為60 min.測(cè)試完成后，采用光學(xué)顯微鏡觀測(cè)鋼球的磨斑直徑.

2 結(jié)果與討論

2.1 基礎(chǔ)油組分理化性能

采用薄膜蒸發(fā)法制備了不同黏度的MVI500基礎(chǔ)油組分.取約21 kg MVI500基礎(chǔ)油，在蒸發(fā)溫度為220 ℃條件下通過薄膜蒸發(fā)器，獲得組分4.80 kg；剩余基礎(chǔ)油在240 ℃條件下通過薄膜蒸發(fā)器，獲得組分9.01 kg；剩余基礎(chǔ)油在260 ℃條件下通過薄膜蒸發(fā)器，獲得組分4.22 kg，此時(shí)仍有2.82 kg基礎(chǔ)油剩余.通過薄膜蒸發(fā)分離，將MVI500基礎(chǔ)油分為了四種不同黏度級(jí)別的組分.MVI500基礎(chǔ)油原料及其組分的烴類組成和理化性能列于表1和表2中.由表可見，通過改變蒸發(fā)溫度所獲得的4個(gè)基礎(chǔ)油組分的理化性能有明顯的差異.蒸發(fā)溫度越高的組分黏度也越高，鏈烷烴和多環(huán)環(huán)烷烴含量越低，而單環(huán)環(huán)烷烴以及芳烴的含量越高.基礎(chǔ)油組分的高溫性能，如閃點(diǎn)、燃點(diǎn)以及起始氧化溫度，也隨著黏度升高而升高.高黏度的組分氧化安定性更強(qiáng)，這與組分中芳烴含量較高有關(guān).然而，基礎(chǔ)油組分的傾點(diǎn)隨著黏度升高而略有升高，主要是由于黏度高的組分中環(huán)烷烴和雜環(huán)芳烴含量較高[10].

表1 礦物油原料及組分的理化性能Table 1 Typical physicochemical properties of mineral base oil and constituents

表2 礦物油原料及組分的烴類組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)Table 2 Hydrocarbon composition of mineral base oil and constituents (mass fraction/%)

2.2 潤(rùn)滑脂理化性能

表3所列為不同基礎(chǔ)油組分制備鋰基潤(rùn)滑脂的基礎(chǔ)理化性能.基礎(chǔ)油組分的黏度越高，所制備的潤(rùn)滑脂滴點(diǎn)越高，表明潤(rùn)滑脂的高溫穩(wěn)定性越強(qiáng).然而，黏度高的組分，鋼網(wǎng)分油量越大，表明潤(rùn)滑脂的膠體安定性越弱.黏度越高的組分，錐入度越大，即組分不易被稠化.另外，潤(rùn)滑脂的氧化安定性與基礎(chǔ)油原料相比存在較大的差異，潤(rùn)滑脂的起始氧化溫度明顯低于相應(yīng)的基礎(chǔ)油原料，這是由于鋰皂在潤(rùn)滑脂發(fā)揮了金屬催化劑的作用，使?jié)櫥w的抗氧化性降低[10-11].

表3 不同鋰基潤(rùn)滑脂基礎(chǔ)理化性能Table 3 Typical physicochemical properties of lithium greases prepared by different base oils

2.3 微觀結(jié)構(gòu)表征

稠化劑的分子之間主要是通過氫鍵和范德華力連接形成稠化劑的空間結(jié)構(gòu)，不同組分的烴類組成以及分子鏈長(zhǎng)和支化度不同，使其制備的潤(rùn)滑脂稠化劑分子之間的氫鍵和范德華力作用的強(qiáng)度不同，導(dǎo)致皂纖維微觀結(jié)構(gòu)存在一定的差異，這些微觀結(jié)構(gòu)上的差異影響了潤(rùn)滑脂的錐入度和鋼網(wǎng)分油等宏觀理化性能.除去基礎(chǔ)油后，通過掃描電子顯微鏡可以觀察到潤(rùn)滑脂中鋰皂纖維的微觀結(jié)構(gòu).如圖1所示，MVI500基礎(chǔ)油及其組分所制備潤(rùn)滑脂的皂纖維均為高度纏結(jié)的網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu).基礎(chǔ)油原料制成的潤(rùn)滑脂具有更加粗實(shí)的皂纖維鏈，纖維纏繞緊密，空腔體積較小，因此MVI500原料油制備的潤(rùn)滑脂具有較高的束油能力，可以保持較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，錐入度較低.G220潤(rùn)滑脂皂纖維鏈較為細(xì)長(zhǎng)，中空的孔隙結(jié)構(gòu)較多，空腔體積較大，G240潤(rùn)滑脂的微觀結(jié)構(gòu)與G220類似，但G240的空腔體積小于G220.G260潤(rùn)滑脂的微觀結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了少量的塊狀結(jié)構(gòu)，纖維粗細(xì)不均勻.G260+潤(rùn)滑脂皂纖維結(jié)構(gòu)與前三者有較大的區(qū)別，皂纖維高度纏結(jié)，呈粗實(shí)的長(zhǎng)鏈狀，皂纖維之間存在大體積的空腔結(jié)構(gòu)，與其他潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)相比，G260+的空腔體積最大，皂纖維分布較為疏松，此類結(jié)構(gòu)不利于固定基礎(chǔ)油，因此G260+的錐入度最大，膠體安定性也相對(duì)較低.

Fig.1 The SEM micrographs of fibrous microstructure of lithium greases synthesized by base oil and its components:(a)G,(b)G220,(c)G240,(d)G260,(e)G260+圖1 基礎(chǔ)油及其組分所制備鋰基潤(rùn)滑脂的皂纖維形貌SEM照片：(a)G；(b)G220；(c)G240；(d)G260；(e)G260+

2.4 摩擦學(xué)性能評(píng)價(jià)

MVI500基礎(chǔ)油及其組分的摩擦磨損性能如圖2(a～b)所示.不同黏度基礎(chǔ)油的摩擦系數(shù)均較為平穩(wěn)，摩擦系數(shù)曲線沒有出現(xiàn)明顯的波動(dòng)，平均摩擦系數(shù)在0.076～0.086之間，其中，M220組分的摩擦系數(shù)較低.不同組分的磨斑直徑相近，在0.67～0.69 mm之間，M220組分的磨斑直徑相對(duì)較小.上述結(jié)果表明，同牌號(hào)基礎(chǔ)油中不同黏度的組分摩擦磨損性能差異較小，表明不同組分中烴類成分含量的細(xì)微差距不足以對(duì)其摩擦學(xué)性能產(chǎn)生顯著的影響.

不同黏度基礎(chǔ)油所制備的鋰基潤(rùn)滑脂摩擦學(xué)性能如圖2(c、d)所示.G、G220和G240的摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，摩擦系數(shù)曲線中出現(xiàn)了多處較大的波動(dòng)，平均摩擦系數(shù)也明顯高于G260和G260+.G、G220和G240組分的磨斑直徑均超過1.10 mm，明顯大于G260和G260+的磨斑直徑.可見，基礎(chǔ)油與其所制備潤(rùn)滑脂的摩擦磨損性能出現(xiàn)了較大的差異，這些差異與潤(rùn)滑脂的類型、制備工藝和摩擦學(xué)試驗(yàn)條件等多種因素有關(guān)[12-15].另一方面，潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)的差異也是影響潤(rùn)滑脂摩擦學(xué)性能的重要因素之一[16-18].高黏度基礎(chǔ)油潤(rùn)滑脂G260和G260+的皂纖維排布松散，有許多塊狀結(jié)構(gòu)，纖維粗細(xì)不均勻，空腔體積較大.這種不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)使?jié)櫥谑艿郊羟泻蟾菀讓⒒A(chǔ)油釋放到摩擦副表面，對(duì)邊界潤(rùn)滑下潤(rùn)滑脂的摩擦學(xué)性能有明顯的提升作用，因此摩擦系數(shù)降低，磨斑直徑減小[19].另外，由于高黏度組分M260+在基礎(chǔ)油中所占比例較低，MVI500基礎(chǔ)油原料所制備潤(rùn)滑脂的摩擦學(xué)性能與低黏度組分更接近，受到高黏度組分的影響較小.

Fig.2 Friction coefficient and wear scar diameter of (a,b)base oils and (c,d)corresponding lithium greases圖2 (a,b)基礎(chǔ)油及(c,d)所制備鋰基潤(rùn)滑脂的摩擦系數(shù)和磨斑直徑圖

2.5 潤(rùn)滑脂流變性能評(píng)價(jià)

2.5.1 潤(rùn)滑脂黏彈性

儲(chǔ)能模量(G＇)和損耗模量(G＇＇)分別代表潤(rùn)滑脂的彈性勢(shì)能和黏性勢(shì)能.剪切應(yīng)變?cè)龃髸r(shí)，G＇、G＇＇和剪切應(yīng)力(τ)發(fā)生變化.在線性黏彈區(qū)(LVE)內(nèi)，G＇和G＇＇相對(duì)比較穩(wěn)定.當(dāng)進(jìn)入非線性黏彈區(qū)后，G＇迅速降低，當(dāng)G＇=G＇＇時(shí)，達(dá)到潤(rùn)滑脂的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換點(diǎn)，隨后潤(rùn)滑脂便進(jìn)入流體狀態(tài)(G＇

如圖3所示，隨著溫度升高，所有潤(rùn)滑脂樣品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均顯著降低。在40 ℃時(shí)，G、G220和G240潤(rùn)滑脂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相近，其中G240結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最高，G260和G260+的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低。在80 ℃時(shí)，G240的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仍然最高，其次是G、G220和G260，G260+的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低。在120 ℃時(shí)，四種潤(rùn)滑脂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均較低，其中G結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最高。也就是說，隨著黏度升高，不同潤(rùn)滑脂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小幅升高，隨后明顯減小，這一結(jié)果與周維貴等[22]的研究結(jié)果相似。其中，G、G220和G240三種潤(rùn)滑脂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相近，可能與三者的微觀結(jié)構(gòu)相似有關(guān)。三種潤(rùn)滑脂的皂纖維均為高度纏結(jié)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中G和G240的空腔體積略小于G220，表明G和G240的皂纖維體積分?jǐn)?shù)較高，因此兩者的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度稍高于G220。G260空腔體積較大，皂纖維結(jié)構(gòu)中有明顯的塊狀結(jié)節(jié)，纖維粗細(xì)不均勻，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯小于低黏度組分潤(rùn)滑脂，可見這種結(jié)構(gòu)不利于潤(rùn)滑脂保持較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[23]。但與其他潤(rùn)滑脂不同的是，在溫度從40 ℃升高到80 ℃后，G260的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并沒有大幅下降，表明G260的所形成的皂纖維結(jié)構(gòu)中分子間作用力較強(qiáng)，受高溫因素的影響較小。G260+皂纖維之間中有較大的空腔結(jié)構(gòu)，不利于保持較高的纖維體積分?jǐn)?shù)，因此結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最低，同時(shí)也具有較大的錐入度。由此可見，MVI500基礎(chǔ)油所制備鋰基潤(rùn)滑脂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要是由其內(nèi)部低黏度的組分保持的，低黏度組分潤(rùn)滑脂皂纖維結(jié)構(gòu)疏密均勻、體積分?jǐn)?shù)較高，而高黏度的組分難以形成具有高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的皂纖維結(jié)構(gòu)。

Fig.3 The functional relationship between storage modulus (G＇),loss modulus (G＇＇),and shear stress (τ)with strain of lithium greases prepared by base oil and its components: (a)G,(b)G220,(c)G240,(d)G260,(e)G260+; (f)The shear stress at transforming point圖3 基礎(chǔ)油及其鋰基潤(rùn)滑脂儲(chǔ)存模量(G＇)、損耗模量(G＇＇)和剪切應(yīng)力(τ)隨應(yīng)變變化圖：(a)G；(b)G220；(c)G240；(d)G260；(e)G260+；(f)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換點(diǎn)處的剪切應(yīng)力.

2.5.2 潤(rùn)滑脂觸變性

觸變性是流體內(nèi)部結(jié)構(gòu)在剪切作用下逐漸破壞，但當(dāng)剪切作用減小或停止時(shí)，流體的結(jié)構(gòu)可以逐漸恢復(fù)至原來的狀態(tài)[24].隨著剪切速率增大(0.1 s-1至10 s-1)，潤(rùn)滑脂的黏度逐漸降低；剪切速率恒定時(shí)(10 s-1)，潤(rùn)滑脂黏度繼續(xù)下降，當(dāng)剪切速率降低時(shí)(10至0.1 s-1)，潤(rùn)滑脂黏度逐漸增大.因此，潤(rùn)滑脂在剪切作用下的黏度變化曲線與縱軸形成1個(gè)觸變環(huán).觸變環(huán)的面積可以用來描述潤(rùn)滑脂在剪切作用下結(jié)構(gòu)破壞后恢復(fù)性的高低[19,25].

圖4所示為不同鋰基潤(rùn)滑脂樣品的剪切速率-黏度變化曲線以及不同樣品的觸變環(huán)面積對(duì)比.可以看出，G240的觸變環(huán)面積最大，G220次之，MVI500原料潤(rùn)滑脂的觸變環(huán)面積與G260潤(rùn)滑脂相近，而G260+在結(jié)構(gòu)破壞過程和恢復(fù)過程中的表觀黏度都遠(yuǎn)小于其他樣品，其觸變環(huán)面積也小于其他潤(rùn)滑脂.可見，隨著礦物油組分黏度增大，不同潤(rùn)滑脂觸變性先變?nèi)?，然后迅速增?qiáng).結(jié)合黏彈性測(cè)試結(jié)果，可以看出不同組分潤(rùn)滑脂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越高，觸變環(huán)面積越大，表明具有較高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的潤(rùn)滑脂在結(jié)構(gòu)被破壞后更難以恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)[12].黏度較小的基礎(chǔ)油所制備潤(rùn)滑脂具有高度纏結(jié)的皂纖維結(jié)構(gòu)，纖維致密且空腔體積較小，破壞其結(jié)構(gòu)所需的能量較大，結(jié)構(gòu)的恢復(fù)性能較弱.大黏度基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑脂在結(jié)構(gòu)破壞后，由于基礎(chǔ)油黏度較大，理論上稠化劑重新結(jié)合的阻力也較大[12,20]，但是由于其原始的皂纖維結(jié)構(gòu)較為松散，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，因此結(jié)構(gòu)恢復(fù)過程較為容易.可見，潤(rùn)滑脂皂纖維微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其觸變性的影響較大.

3 結(jié)論

通過研究礦物基礎(chǔ)油的黏度對(duì)鋰基潤(rùn)滑脂微觀結(jié)構(gòu)、摩擦學(xué)性能以及流變性等性能的影響，得到結(jié)論：

a.礦物基礎(chǔ)油黏度越高，所制備鋰基潤(rùn)滑脂的高溫穩(wěn)定性越高，但膠體安定性越低，不易被稠化，氧化安定性下降.

b.不同礦物基礎(chǔ)油所制備潤(rùn)滑脂的皂纖維均為高度纏結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中低黏度礦物基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑脂皂纖維纏繞緊密、空腔體積較小，而高黏度基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑脂皂纖維不均勻，有塊狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)松散且空腔體積較大，導(dǎo)致束油能力下降，膠體安定性較弱.

c.不同黏度的基礎(chǔ)油抗磨減摩性能相當(dāng)，但高黏度基礎(chǔ)油所制備的鋰基潤(rùn)滑脂摩擦學(xué)性能優(yōu)于低黏度基礎(chǔ)油.這種現(xiàn)象可能與潤(rùn)滑脂的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，高黏度基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑脂皂纖維排布松散，有利于基礎(chǔ)油持續(xù)釋放到摩擦副表面發(fā)揮潤(rùn)滑作用，而原料基礎(chǔ)油的摩擦學(xué)性能受低黏度組分的影響較大.

d.隨著基礎(chǔ)油黏度增大，所制備的鋰基潤(rùn)滑脂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度先升高后降低.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越高的潤(rùn)滑脂由于皂纖維纏繞緊密，在受到剪切破壞后難以恢復(fù)原始結(jié)構(gòu)，因此觸變性相對(duì)較弱.反之，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低的潤(rùn)滑脂具有良好的觸變性.