ПРИРОДА ВЯЗКОСТНО-ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ
Аннотация
Проведены измерения вязкости шести смазочных масел - четырёх масел нефтяного происхождения: МС-20, И-40А, И-20А, МВП, и двух синтетических: ПАОМ-13 и ПАОМ-4. Вязкость масел определяли на ротационном вискозиметре Брукфильда LVDV-II+Pro при различных температурах. Для разных масел зависимость производной вязкости можно аппроксимировать единой функцией, близкой к линейной, что следует из термофлуктуационной природы вязкого течения масел, т.е. чувствительность вязкости к изменению температуры определяется значением самой вязкости. Показано, что зависимость энергии активации вязкого течения от вязкости масел ограничивается двумя асимптотами: горизонтальной и вертикальной. Существование двух асимптот указывает на разный механизм вязкого течения у сравнительно низкомолекулярных масел и сравнительно высокомолекулярных. Наличие горизонтальной асимптоты свидетельствует о том, что вязкое течение сравнительно высокомолекулярных масел происходит путём прилипания и отрыва отдельных структурных фрагментов между соседними молекулами, и энергия активации течения таких масел определяется энергией разрушения временных узлов между соседними молекулами, образованных взаимодействием структурных фрагментов, которые являются кинетически самостоятельными структурными элементами молекул. Существование вертикальной асимптоты указывает на то, что для низкомолекулярных масел, у которых размеры молекул меньше размера ранее упомянутых структурных фрагментов, энергия активации вязкого течения обусловлена энергией, необходимой для сдвига молекул как единого целого относительно друг друга на определённое расстояние и, соответственно, энергия активации будет определяться суммарной энергией связей между молекулами при их относительном сдвиге, а также геометрическими факторами.
Ключевые слова
минеральное смазочное масло, полиальфаолефиновое масло, молекулярное строение, ротационный вискозиметр, вязкость масла, температура, энергия активации, вязкое течение, механизм течения, межмолекулярное взаимодействие
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Мышкин Н. К. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии / Н. К. Мышкин, М. И. Петроковец. - М.: Физматлит, 2007. - 368 с.
Камерон А. Теория смазки в инженерном деле / А. Камерон. - М.: Машгиз, 1962. - 296 с.
Чичинадзе А. В. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше [и др.]; под общ. ред. А. В. Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.
Queimada A. J. Viscosity and liquid density of asymmetric n-alkane mixtures: measurements and modeling / A. J. Queimada, I. M. Marrucho, J. A. P. Coutinho, E. H. Stenby // International Journal of Thermophysics. - 2005. - Vol. 26. - Is. 1. - Pp. 47-61. DOI: 10.1007/s10765-005-2352-4.
Kamila S. Hetero-molecular associations in different polar and non-polar binary mixtures / S. Kamila, G. D. Natraj // Turkish Journal of Physics. - 2012. - Vol. 36. - Is. 3. - Pp. 422-429. DOI: 10.3906/fiz-1201-2.
Dikko A. B. Investigations on the Effect of Temperature Change on Activation Energy and Infinite Viscosity of Some Liquids / A. B. Dikko, A. D. Ahmed // International Journal of Science and Research. - 2014. - Vol. 3. - Is. 10. - Pp. 828-831.
Haj-Kacem R. B. Contribution to modeling the viscosity Arrhenius-type equation for some solvents by statistical correlations analysis / R. B. Haj-Kacem, N. Ouerfelli, J. V. Herráez, M. Guettari, H. Hamda, M. Dallel // Fluid Phase Equilibria. - 2014. - Vol. 383. - Pp. 11-20. DOI: 10.1016/j.fluid.2014.09.023.
Messaâdi A. A New Equation Relating the Viscosity Arrhenius Temperature and the Activation Energy for Some Newtonian Classical Solvents / A. Messaâdi, N. Dhouibi, H. Hamda, F. B. M. Belgacem, Y. H. Adbelkader, N. Ouerfelli, A. H. Hamzaoui // Journal of Chemistry. - 2015. - Vol. 2015. DOI: 10.1155/2015/163262.
Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул / Л. Беллами. - М.: ИЛ, 1963. - 590 с.
Larkin P. J. Infrared and Raman spectroscopy: principles and spectral interpretation / P. J. Larkin. - Elsevier, 2011. - 230 p.
Gooss W. New method of chemical composition on modern automotive lubricant base-oils / W. Gooss, A. Korn // 2nd World TRIBOLOGY Congress. - Vienna, Austria: The Austrian Tribology Society, 2001.
Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии / Г. Шрамм. - М.: КолосС, 2003. - 312 с.
Czechowski G. The Viscous Properties of Diols I. The Homologous Series of 1, 2- and 1, n-Alkanediols / G. Czechowski, J. Jadżyn // Zeitschrift für Naturforschung A. - 2003. - Vol. 58. - Is. 5 - 6. - Pp. 317-320. DOI: 10.1515/zna-2003-5-612.
Lee S. H. Viscosity and Diffusion Constants Calculation of n-Alkanes by Molecular Dynamics Simulations / S. H. Lee, T. Chang // Bulletin of Korean Chemical Society. - 2003. - Vol. 24. - Is. 11. - Pp.1590-1598.
Тагер А. А. Физико-химия полимеров / А. А. Тагер. - М.: Научный мир, 2007. - 573 с.
Бартенев Г. М. Реологические свойства полиизобутилена / Г. М. Бартенев, Л. А.Вишницкая // Высокомолекулярные соединения. - 1964. - Т. VI. - № 4. - С. 751-757.
Premkumar J. R. Qantifying dispersion interaction: A study of alkane and alkene dimers / J. R. Premkumar, D. Umavedi, G. N. Sastry // Indian Journal of Chemistry. - 2014. - Vol. 53A. - Pp. 985-991.
Advances in Engineering Fluid Mechanics: Multiphase Reactor and Polymerization System Hydrodynamics / edited by N. P. Cheremisinoff. - Houston: Gulf Publishing Company, 1996. - 772 p.
Бартенев Г. М. Определение энергии активации вязкого течения полимеров по экспериментальным данным / Г. М. Бартенев // Высокомолекулярные соединения. - 1964. - Т. VI. - № 2. - С. 335-340.
Об авторах
Цветков Юрий Николаевич - доктор технических наук, профессор
yuritsvet@mail.ru. ZvetkovUN@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Власов Михаил Юрьевич - кандидат химических наук
ООО «Люмэкс-маркетинг»Дехтярь Леонид Иванович - аспирант
dekhtyar.l@bk.ru. kaf_tsr@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
