TỔNG QUAN VỀ MỠ BÔI TRƠN, MỠ PHỨC LITI VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

Vật liệu bôi trơn, mỡ phức liti nói chung được chế tạo chủ yếu từ nguồn nguyên liệu là dầu mỏ. Ngày nay, người ta đã nghiên cứu, sản xuất và đưa vào sử dụng các chất bôi trơn tổng hợp, tuy vậy chúng chỉ mới chiếm một tỷ lệ không nhiều so với các vật liệu bôi trơn có nguồn gốc từ dầu khoáng.

Dựa vào tính chất của vật liệu bôi trơn ta chia chúng làm 2 nhóm:

+ Dầu bôi trơn là sản phẩm dạng lỏng có độ nhớt khác nhau.
+  Mỡ bôi trơn là sản phẩm dạng đặc, được chế tạo từ dầu bôi trơn.
+  Công dụng chủ yếu của vật liệu bôi trơn là giảm lực ma sát giữa các chi tiết máy chuyển động tiếp xúc với nhau. Ngoài ra, chúng còn bảo vệ bề mặt các chi tiết ma sát khỏi bị ăn mòn, mài mòn, bảo đảm chức năng tản nhiệt và làm kín khít.

Mỡ phức liti, mỡ bôi trơn chịu nhiệt UV LICOM.T2 là loại mỡ EP cao cấp nhập khẩu chính hãng

Hiệp hội thử nghiệm nguyên vật liệu Mỹ (ASTM-D288) đã đưa ra định nghĩa về mỡ bôi trơn: “Mỡ bôi trơn là loại sản phẩm có nhiều dạng từ rắn cho đến bán lỏng do sự phân bố của các tác nhân làm đặc chất bôi trơn dạng dung dịch và các thành phần khác được đưa vào để tạo nên các đặc tính của mỡ”
Định nghĩa này đã chỉ ra rằng mỡ là các chất bôi trơn dạng lỏng được làm đặc nhằm tạo nên các tính chất mà các chất bôi trơn dạng lỏng không có.

Mỡ bôi trơn được chế tạo bằng cách làm đặc dầu bôi trơn (dầu nhờn khoáng hoặc chất bôi trơn tổng hợp dạng lỏng) bằng các phụ gia dạng rắn.

Ở quy mô nhỏ người ta sử dụng dầu thực vật như dầu thầu dầu, dầu bông, dầu mỡ động vật .v.v. để thay thế cho dầu khoáng. Ngoài ra người ta còn sử dụng dầu silicon để sản xuất mỡ bôi trơn. Các phụ gia làm đặc là các loại xà phòng chứa Ca, Li, Na tổng hợp từ các axit béo đa cấp. Đối với một số dầu đặc biệt chất phụ gia làm đặc có thể là stearin, xerezin, petrolatum và một số chất khoáng như molipden, bentonit, silicagen, grafit và một số bột màu hữu cơ và vô cơ.

+ Khi bị tác động nhẹ mỡ bôi trơn có khả năng giữ được hình dạng của mình và không bị biến dạng. Về mặt này mỡ bôi trơn có tính chất như một chất đàn hồi. Trong các chi tiết ma sát khi bị gia nhiệt và dưới tác động của lực chuyển dịch thì mỡ bắt đầu thể hiện tính chất của một chất chảy lỏng. Khi công việc của các chi tiết ma sát kết thúc thì tính chất ban đầu của mỡ bôi trơn lại được khôi phục. Mỡ bôi trơn được áp dụng rộng rãi như một chất chống ma sát, chất bảo vệ, chất làm kín khít.

+ Với chức năng chống ma sát, chúng được dùng trong gối đỡ của các máy lắc, để bôi trơn cho các máy truyền động bánh răng, gối đỡ cho các máy trượt, dây cáp, và các bộ phận khác có ma sát.

+ Với chức năng làm kín khít mỡ bôi trơn được dùng cho các mối nối được bít kín hoặc mối nối có ren.

+ Với chức năng bảo vệ mỡ được dùng để bảo vệ máy, cấu kiện, các chi tiết kim loại khác nhau khỏi bị ăn mòn.

+ Mỡ bôi trơn, mỡ phức liti cần đảm bảo hoạt động an toàn cho một khối lượng lớn động cơ máy móc dụng cụ cấu kiện trong một thời gian dài, ở các nhiệt độ và tải trọng khác nhau.

Chủng loại mỡ bôi trơn, mỡ phức liti rất đa dạng, không ngừng mở rộng và đổi mới theo yêu cầu phát triển của ngành chế tạo máy, chế tạo động cơ và các lĩnh vực kỹ thuật hóa học khác, cho phép tạo ra các vật liệu bôi trơn với những tính năng độc đáo.

Thành phần mỡ nhờn

Các loại mỡ nói chung và mỡ nhờn nói riêng là một thể cấu trúc dạng gen (nửa rắn) hay có thể nói là thể đặc sệt. Cấu trúc gen này bao gồm hai pha là pha phân tán rắn và môi trường phân tán lỏng. Pha phân tán rắn tồn tại dưới dạng một khung cấu trúc và do các phân tử chất làm đặc liên kết lại với nhau mà tạo thành, còn các phân tử môi trường phân tán lại tồn tại một cách không tự do trong lòng bộ khung phân tán đó. Chính cấu trúc đặc biệt của khung phân tán này (dù lượng môi trường phân tán là dầu nhờn lỏng chiếm tỷ lệ rất cao (từ 70- 95%) còn pha phân tán rắn chiếm tỷ lệ khá thấp (5- 30%)) mà nó vẫn có thể giữ cho mỡ tồn tại ở dạng bán rắn.

Mỡ nhờn được chế biến bằng công nghệ dựa trên phương pháp làm đặc các loại dầu bôi trơn thể lỏng nhờ các chất làm đặc riêng biệt theo các công đoạn và các điều kiện kỹ thuật nhất định. Trong mỡ nhờn thì dầu nhờn làm nhiệm vụ bôi trơn, còn chất làm đặc có chức năng giữ dầu lỏng ở trạng thái bán rắn trong mỡ và chống chảy. Chất làm đặc có thể là bất cứ một loại vật liệu rắn nào đó mà khi phối liệu với các loại dầu thích hợp, trong những điều kiện xác định, chúng sẽ tạo ra một cấu trúc đồng nhất dạng rắn hoặc nửa rắn.

1. Dầu nhờn

Dầu nhờn làm nhiệm vụ bôi trơn và là thành phần chính của mỡ, tùy thuộc vào chất làm đặc dầu nhờn có thể thay đổi trong khoảng từ 70- 90% khối lượng. Nếu chất làm đặc là xà phòng thì dầu chiếm khoảng 80- 90% khối lượng. Nếu chất làm đặc là sáp thì dầu chiếm khoảng 70% khối lượng.
Tỉ lệ dầu nhờn nhiều hay ít, tính chất tốt hay xấu có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của mỡ, cho nên việc chọn dầu để sản xuất mỡ nhờn là một việc rất quan trọng. Để đảm bảo cho mỡ có được những tính chất tốt, thỏa mãn yêu cầu trong sử dụng, dầu để làm mỡ phải có tính ổn định nhiệt, ổn định hóa học cao, tính dính bám và khả năng làm nhờn tốt, phải có độ nhớt thích hợp và chỉ số độ nhớt cao, không có tính ăn mòn kim loại.
Nếu mỡ nhờn dùng cho bộ phận làm việc ở nhiệt độ thấp, phụ tải nhẹ và tốc độ quay nhanh thì phải dùng dầu có nhiệt độ đông đặc thấp, độ nhớt thấp và chỉ số độ nhớt cao.
Nếu mỡ làm việc ở nơi có phụ tải lớn, nhiệt độ cao và tốc độ chậm thì phải dùng dầu có độ nhớt cao và pha thêm chất độn.

Đa số các loại mỡ dùng các dầu nhờn gốc dầu mỏ, tuy vậy trong một số trường hợp với mục đích nâng cao chất lượng mỡ, người ta tiến hành sử dụng các loại dầu tổng hợp để chế luyện mỡ. Dầu tổng hợp có ưu điểm là tạo ra mỡ có tính năng chịu nhiệt và chịu lạnh tốt. Các loại mỡ chế biến từ dầu tổng hợp có thể làm việc trong khoảng nhiệt độ rộng từ -70 đến 400oC.

2. Chất làm đặc

Chất làm đặc có nhiệm vụ tạo ra cấu trúc rắn và nửa rắn của mỡ, chúng giữ cho dầu tồn tại trong cấu thể đặc sệt không bị chảy loãng ra, chiếm từ 5-30% thành phần mỡ. Có nhiều chất làm đặc như xà phòng (mỡ gốc xà phòng), hydrocacbon rắn (mỡ gốc sáp), các chất rắn thể vô cơ như bentonit (đất sét), silicagen, bitum,…nhưng trong đó các xà phòng kim loại là các chất làm đặc chủ yếu trong mỡ.
Những loại mỡ đầu tiên được chế tạo từ các xà phòng canxi, sau đó được làm từ xà phòng natri. Sau này, các loại xà phòng như nhôm, liti, bari cũng được đưa vào sử dụng. Một số loại mỡ được làm từ hỗn hợp các loại xà phòng như canxi với natri và được gọi là các loại mỡ hỗn hợp.
Sự biến đổi các loại mỡ chế tạo từ xà phòng kim loại hay các mỡ phức hợp ngày càng trở nên phổ biến. Các mỡ phức hợp được chế tạo bằng việc kết hợp các vật liệu xà phòng kim loại thông thường với các phức chất. Các phức chất có thể là vô cơ hoặc hữu cơ.

Các chất phụ gia và chất biến đổi

Mỡ với 2 thành phần chính: chất làm đặc và dầu nhờn, chưa thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về tính chất sử dụng, nên ngoài 2 thành phần này người ta phải cho vào mỡ các chất đặc biệt khác. Các chất cho thêm có tác dụng làm cho cấu trúc của mỡ tốt hơn, làm tăng cường có chọn lọc những tính chất sử dụng quan trọng của mỡ như: tăng các tính chất ổn định nhiệt, ổn định cơ học, ổn định hóa học, ổn định keo, tăng tính bôi trơn, tăng độ bám dính, tăng khả năng làm kín và nhiều tính chất khác tùy thuộc vào điều kiện sử dụng.  Tính chất mỡ bôi trơn
Khác với dầu bôi trơn, mỡ là hệ phân tán keo có tính cấu trúc hóa rất cao. Nói chính xác hơn nó là một hệ có các tính lý học, cơ và hóa học hết sức phức tạp. Ở đây ta chỉ đề cập đến một số tính chất đặc trưng của mỡ.
Đặc tính cơ – khối (lưu biến)
Các tính chất cơ khối của mỡ bao gồm các đặc tính dẻo – đàn hồi, tính bền, tính chảy, tính xúc biến. Việc xác định các đặc tính này có ý nghĩa rất lớn để hiểu được trạng thái bôi trơn của mỡ ở các cụm ma sát và điều kiện sử dụng.
Để đánh giá các tính chất này người ta phải vận dụng các lý thuyết, kết quả khảo sát trong lĩnh vực khoa học lưu biến học chuyên nghiên cứu các loại biến dạng và chảy của hệ phân tán keo khi có tác động của lực cơ học. Chính vì thế mà còn được gọi là các tính chất lưu biến.

Giới hạn bền trượt (б)

Nó được coi là ứng lực (phụ tải) tới hạn cần phải áp đặt làm cho khung cấu trúc của mỡ bị biến dạng và mỡ bắt đầu chuyển động. Sự chuyển trạng thái vật lý theo giới hạn bền tương ứng với tình trạng mỡ bị phá vỡ liên kết cấu trúc nhanh hơn nhiều so với tốc độ khôi phục, làm cho mỡ biến từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng và chảy như chất lỏng.

Đơn vị đo giới hạn trượt là Pa.

Giới hạn bền trượt là đặc tính vật lý thực sự của mỡ bôi trơn. Giá trị đo của nó và sự phụ thuộc của б vào nhiệt độ đặc trưng cho các tính chất sử dụng quan trọng của mỡ. Chính chỉ tiêu này phân biệt mỡ khác với các loại vật liệu bôi trơn khác (trước hết là dầu bôi trơn). Nó xác định khả năng mỡ có thể luồn vào vùng ma sát của các cụm công tác và bám giữ được trên bề mặt tiếp xúc cọ sát. Nếu giá trị này quá lớn thì mỡ khó có thể tới được nơi cần bôi trơn. Ngược lại nếu giá trị này bé thì mỡ bị văng khỏi bề mặt chuyển động, tuột khỏi các bề mặt nghiêng và thẳng đứng, chảy rỉ khỏi các cụm ma sát không được làm kín tốt.

Nhìn chung khi nhiệt độ tăng thì giới hạn bền trượt của mỡ bị giảm đi, chỉ có một số loại mỡ phức canxi, mỡ silicagel, và một vài loại khác mới có sự phụ thuộc không bình thường của б vào nhiệt độ. Đôi khi, khi nhiệt độ tăng lên tới mức nào đó thì б tăng lên, sau đó lại giảm đi.
Đối với mỡ mà khi nhiệt độ tăng lên, giới hạn bền trượt giảm đi thì nhiệt độ mà tại đó giới hạn bền trượt bằng không là dấu hiệu cho thấy đó là nhiệt độ sử dụng lớn nhất có thể được của mỡ đó.
Giới hạn bền trượt của mỡ quyết định bởi đặc điểm của khung cấu trúc (giá trị, hình dạng của đơn vị cấu trúc và năng lượng tương tác giữa chúng), nghĩa là bởi tất cả các yếu tố có ảnh hưởng tới sự hình thành cấu trúc của mỡ như thành phần hóa học của môi trường phân tán, loại và nồng độ pha phân tán, nồng độ và tính chất hóa học của các chất hoạt động bề mặt có mặt trong mỡ và các chế độ công nghệ.