热老化行为对磁流变脂流变学性能的影响

磁流变器件在工作过程中因耗能不可避免地出现温升现象，为研究热效应对介质磁流变脂(MRG)流变学性能的影响，通过静态热处理方式模拟磁流变脂热老化情况。将磁流变脂在温度120 ℃的环境中进行4、8和24 h的热老化后，分别进行傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、磁学性能及流变性能分析，以探究热老化行为对磁流变脂流变学性能的影响。结果表明：热老化对磁流变脂基载液润滑脂的皂纤维结构产生影响，进而影响磁流变脂性能。随着热老化时间的增加，磁流变脂出现剪切屈服现象的时间点不断提前，长时间高温条件下的热效应对磁流变脂微观结构破坏更大，更容易造成磁流变脂流变性能的显著变化。经过24 h热老化的磁流变脂在恒定剪切速率10 s^-1和温度85 ℃的测试条件下，磁场强度0 mT时磁流变脂的剪切应力为202.04 Pa，磁场强度440 mT时剪切应力可达1843.2 Pa。磁场在一定程度上降低了磁流变脂对温度的依赖性，但持续的热效应最终将会导致磁流变脂服役寿命缩短。     

深水低温条件下油基钻井液流变性能实验研究

深水钻井过程中,海水低温环境对油基钻井液的流变性能有较大影响.文中采用Haake RS300流变仪测试了油基钻井液低温下的流变性能,并研究了基础油种类、提切剂、有机土和加重剂加量对钻井液低温流变性能的影响.结果表明,Haake RS300流变仪能精确描述油基钻井液低温下的流变性能,特别是低剪切速率下的流变性能;低温条件下,油基钻井液的剪切应力随剪切速率的变化呈现2个阶段（极低剪切速率下的线性阶段和中、高剪切速率下的剪切稀释阶段）;基础油种类、提切剂、有机土和加重剂加量对油基钻井液低温下的流变性能影响显著,特别是低剪切速率条件下的流变性能.     

磁流变隔离液流变特性研究

分析了磁流变隔离液在钻井工程中应用的可行性,建立了低固相含量磁流变隔离液的黏度预测方程,建立了磁流变隔离液流动特性测定的平行板外加磁场,制备了典型的磁流变隔离液并对其流变特性和磁致黏特性进行了测定.实验结果表明,磁流变隔离液在磁场条件下表现出磁致黏特性或类似于固体的特性,且响应迅速,具有磁流变液的共性;在有磁场情况下,流体的剪切应力主要取决于磁场的强度;磁流变隔离液的剪切应力随磁场强度增加而迅速增大,有利于提高井径扩大井段的顶替效率,提高固井质量.     

合成基础油对锂基脂性能的影响

采用聚α-烯烃合成油与双酯类合成油以5种不同比例复配的油品作为基础油,在相同锂皂含量以及相同工艺条件下制备了5种锂基润滑脂试样,通过考察试样的热安定性、低温性能、剪切安定性与胶体安定性,分析黏度相近、类型不同的合成基础油对锂基润滑脂性能的影响。试验结果表明：以双酯类合成油为基础油制备的锂基润滑脂,其剪切安定性与胶体安定性均优于以聚α-烯烃合成油为基础油制备的锂基润滑脂;而聚α-烯烃合成油由于倾点低、高温蒸发损失小,以其为基础油制备的锂基润滑脂具有优异的热安定性和低温性能。     

合成基础油对锂基润滑脂性能的影响

采用聚α-烯烃合成油与双酯类合成油以5种不同比例复配的油品作为基础油,在相同锂皂含量以及相同工艺条件下制备了5种锂基润滑脂试样,通过考察试样的热安定性、低温性能、剪切安定性与胶体安定性,分析黏度相近、类型不同的合成基础油对锂基润滑脂性能的影响。试验结果表明:以双酯类合成油为基础油制备的锂基润滑脂,其剪切安定性与胶体安定性均优于以聚α-烯烃合成油为基础油制备的锂基润滑脂;而聚α-烯烃合成油由于倾点低、高温蒸发损失小,以其为基础油制备的锂基润滑脂具有优异的热安定性和低温性能。     

文摘

研究了不同稠度的两种锂基脂、两种复合锂基脂和两种钠基脂的流变性质。基础油用矿物油和合成油。使用仪器是一个锥～板流变计和冲击球装置。试验表明,合成基础油的脂的γ值较低,锂基脂的γ值低于相应基础油的γ值;润滑脂的剪切变稀性质、剪切过程和温度对流变性的影响的结果也符合四个流变学模型参数。(田烈光)     

稠化剂量对锂基润滑脂流变性的影响

为了研究稠化剂的量对锂基润滑脂的流变性的影响,在稳态剪切流和小幅振荡剪切流下测试锂基润滑脂的流变参数。通过分析触变性、屈服应力,表观黏度、储存模量和应变幅度等流变参数,探讨稠化剂的量对流变性的影响。结果表明：随着稠化剂含量增加,锂基润滑脂的黏弹性表现更加显著,其结构更加稳定。     

复合锂—钙基脂的研究

在三组分复合锂基脂中引入钙皂制备复合锂－钙基脂。考察了复合锂－钙基脂的组成、制备工艺和条件,各种因素对成脂性能的影响,以及几种添加剂在复合锂－钙基脂中的应用效果。制备的复合锂－钙基脂具有高滴点和良好的胶体安定性、剪切安定性,良好的抗水性、防腐性和润滑性。通过电子显微镜和差热分析表明,稠化剂形成了统一的共晶结构。复合锂－钙基脂的皂纤维与复合锂基脂的类似,但产品的成本有所降低,产品的抗水性和抗磨性有所提高。     

老化对水溶性疏水缔合聚合物流变行为的影响

以水溶性疏水缔合聚合物AP-P4为驱油剂,经渤海油田现场水剪切稀释后得到AP-P4溶液。利用动态和静态流变实验考察了AP-P4溶液的流变行为,研究了老化时间对AP-P4溶液的黏度、黏弹性和黏流活化能的影响。实验结果表明,当剪切应力较小时,老化时间少于500 h的AP-P4溶液在低剪切速率下呈剪切增稠效应,在较高剪切速率下呈剪切稀释效应。当剪切应力大于临界剪切应力时,老化时间不同的AP-P4溶液的储能模量(G′)和损耗模量(G″)均随剪切应力的增大而急剧减小。剪切应力不变时,随老化时间的延长,AP-P4溶液的G′的幂指数先增大后减小并趋于稳定,而G″的幂指数则呈增大趋势。AP-P4溶液在25～45℃的黏流活化能随剪切速率的增大而减小。     

空心微珠作为润滑添加剂对锂基脂性能的影响

 制备了含有不同质量分数空心微珠的锂基脂,考察了空心微珠对锂基脂理化指标的影响,在四球试验机和HQ-1高速摩擦磨损试验机上分别考察了含空心微珠锂基脂在点接触条件和线接触条件下的摩擦学性能,借助 SEM 等分析手段研究了空心微珠作为锂基脂添加剂的摩擦学机理。结果表明,添加空心微珠后锂基脂颜色发生变化,非工作锥入度随着空心微珠的增加略有上升,稠度小幅下降,分油量先降低后升高,对润滑脂的铜片腐蚀无明显影响;在相同的载荷和转速条件下,当空心微珠质量分数为0.5%时,在四球摩擦磨损试验机上锂基脂摩擦系数比基础脂降低约12%,而在HQ-1高速摩擦磨损试验机上摩擦系数比基础脂降低约30%;添加空心微珠能明显改善锂基润滑脂的抗磨减摩性能,在线接触摩擦副的润滑效果好于点接触摩擦副的,推测这是由于空心微珠在摩擦副间提高了实际接触面积,同时形成类似滚动和滑动相结合的摩擦形式。     

润滑脂流变性与轴承振动的关系

通过调整不同的基础油组成,制备了6种轴承润滑脂,测定了润滑脂流变参数及轴承振动值,研究了润滑脂的胶体结构、弹性模量、表观黏度、应变率随温度和剪切速率的变化特性,及其对轴承振动值的影响规律。结果表明,润滑脂的流变特性各因素对轴承振动值均有影响。润滑脂的弹性模量、应变率过大,不利于轴承振动值的降低;润滑脂表观黏度随温度和剪切速率变化的速率慢,润滑脂触变性好,抗剪切能力强,轴承振动值相对较低。     

低挥发润滑脂流变性能研究

以自制多烷基环戊烷（MAC）为基础油、自制复合金属皂为稠化剂并加入多种自制添加剂制备了低挥发润滑脂,其各指标性能达到了国外同类产品水平,部分性能如饱和蒸气压等更优。采用流变仪研究了不同温度下润滑脂的模量随剪切应变的变化关系、恒速剪切下表观黏度随温度的变化关系、高速剪切下黏度随时间的变化关系以及触变性等流变学性质,并与国外样品进行了比较。通过扫描电镜（SEM）表征了剪切前后的稠化剂结构变化,分析了剪切机理。结果显示,研制的MAC基低挥发润滑脂的流变性整体优于国外同类产品,有利于提高转速稳定度和使用寿命。     

基础油对纳米SiO2润滑脂性能的影响

 以纳米SiO2润滑脂优选基础油，对润滑脂的稠度、贮存安定性、剪切安定性、胶体安定性、抗水性、高温性能、低温性能以及流变性能进行了测试。结果表明，二甲基硅油作为基础油制备的硅脂在机械安定性和胶体安定性上均具有明显的稳定与高性能，且具有很好的抗水和高低温特性，其流变性用Casson流型精确拟合，达到可定量描述的水平。     

连续与间断热作用对复合锂基润滑脂流变特性的影响

采用实验室静态加热的方法制备了120℃、180℃连续与间断加热120 h后的复合锂基润滑脂样品。对复合锂基润滑脂样品分别开展微观形貌、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及流变特性分析,以考察连续与间断热作用对复合锂基润滑脂流变特性的影响规律及机理。结果表明,连续与间断热作用下复合锂基润滑脂结构性能均出现了一定程度的衰退,连续性热作用的影响比间断性热作用所产生的影响更为明显。同时,120℃、180℃热作用对复合锂基润滑脂流变特性的影响机理不同。120℃热作用下表现为复合锂基润滑脂皂纤维解缠的物理过程,红外光谱结果与新鲜样品的结果表现出较好一致性;而180℃热作用下表现为复合锂基润滑脂稠化剂氧化分解,皂纤维表面出现裂纹,有氧化产物出现。复合锂基润滑脂应用过程中应避免长时间、高温运转,以削弱潜在的结构衰退对其寿命的影响。     

影响复合锂基润滑脂性能的因素探讨

探讨了复合锂基润滑脂的组成、工艺和添加剂对复合锂基润滑脂性能的影响。结果表明：复合锂基润滑脂的制备宜采用黏度较大的基础油;最高炼制温度为230~240 ℃,冷却方式为慢冷方式;聚异丁烯可改善复合锂基润滑脂的抗水性,LaF3和三聚氰胺氰脲酸络合物可提高复合锂基润滑脂的抗磨性,硫代氨基甲酸盐可提高润滑脂的抗磨极压性。采用优化配方和工艺制备的复合锂基润滑脂具有高滴点,并具有良好的胶体安定性、机械安定性、氧化安定性、防腐性、抗水性和润滑性。     

复合钛基润滑脂静态热老化性能的研究

采用静态热老化方法模拟复合钛基润滑脂分别在150℃、200℃连续和间断运转模式下的热老化过程，通过分析静态热老化后复合钛基润滑脂的理化性能和流变性能变化规律，结合复合钛基润滑脂内部特征结构的变化情况，研究了复合钛基润滑脂的静态热老化性能。结果发现：热老化温度对复合钛基润滑脂性能具有较大的影响，且持续热老化对性能的影响大于间歇式热老化模式；不同热老化温度对性能产生影响的机理存在差异，150 ℃热老化表现为复合钛基润滑脂皂纤维结构解缠的物理过程，其红外光谱与新鲜脂样的结果表现出较好的一致性，而200 ℃热老化的影响主要归结于稠化剂热氧化和钛皂纤维出现解缠和断裂等不良现象。     

复合钛基润滑脂静态热老化性能的研究

采用静态热老化方法模拟复合钛基润滑脂分别在150℃、200℃连续和间断运转模式下的热老化过程,通过分析静态热老化后复合钛基润滑脂的理化性能和流变性能变化规律,结合复合钛基润滑脂内部特征结构的变化情况,研究了复合钛基润滑脂的静态热老化性能。结果发现：热老化温度对复合钛基润滑脂性能具有较大的影响,且持续热老化对性能的影响大于间歇式热老化模式;不同热老化温度对性能产生影响的机理存在差异,150 ℃热老化表现为复合钛基润滑脂皂纤维结构解缠的物理过程,其红外光谱与新鲜脂样的结果表现出较好的一致性,而200 ℃热老化的影响主要归结于稠化剂热氧化和钛皂纤维出现解缠和断裂等不良现象。     

基于石蜡基油的锂基润滑脂流变性研究

以12-羟基硬脂酸锂皂稠化剂和矿物润滑基础油制备了锂基润滑脂。考察了基础油黏度、稠化剂含量及温度对锂基润滑脂的触变性、储存模量 、应变幅度和表观黏度等流变学参数的影响,并对其影响机理进行了探讨。结果表明：基础油黏度增大,屈服应力先增大后减小,而表观黏度增大, 400SN的锂基润滑脂结构恢复最慢;皂含量增加,锂基润滑脂的屈服应力和表观黏度增大,结构恢复变慢;锂基润滑脂具有线性黏弹区,超过其屈服应力后,出现明显的剪切变稀,达到流动点,表现出黏性流性质。