潤滑脂粘度測定

一、潤滑脂簡(jiǎn)介

潤滑脂是將一種或幾種稠化劑分散到一種（或幾種）液體潤滑油中形成的一種固體或半固體狀的產(chǎn)物，潤滑脂實(shí)質(zhì)上是一種稠化了的潤滑油，由稠化劑以膠團或纖維形式均勻地分散在基礎油中，形成膠體分散體系。稠化劑膠團或纖維結構通過(guò)范德華力和毛細管作用吸附住基礎油，形成脂。潤滑脂在常溫和靜止狀態(tài)時(shí)能夠保持一定的形狀而不流動(dòng), 可以粘附在金屬表面而不滑落,而當其受到高溫或超過(guò)一定限度的外力作用時(shí)，又能夠像液體一樣流動(dòng)。因其具有良好的潤滑、抗水、防銹、抗磨、保護和密封等性能，被廣泛應用于航空、汽車(chē)、食品、儀表、鐵路等行業(yè)的軸承、齒輪、渦輪及其他機械部件上。

二、粘度測定及流變學(xué)研究的意義

潤滑脂屬于典型的非牛頓流體，潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性在一定程度上決定了潤滑脂的使用性能。潤滑脂的流變特性直接影響潤滑脂工作過(guò)程中表現出的摩擦磨損性能、軸承啟動(dòng)性能、振動(dòng)噪聲等性能，與軸承流失、漏油、泵送流動(dòng)性等使用性能密切相關(guān)。大量的研究和實(shí)踐表明，在潤滑脂的生產(chǎn)制備過(guò)程中，基礎油粘度、稠化劑種類(lèi)、稠化劑含量、溫度和添加劑、制備工藝、纖維結構等因素均會(huì )對潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性產(chǎn)生影響。

因此，在潤滑脂的生產(chǎn)加工工藝中，必須注意對粘度的控制和流變學(xué)特性的研究。根據不同的應用行業(yè)及使用用途，合理調節潤滑脂各組分的種類(lèi)、含量及配比、微觀(guān)纖維結構等參數，優(yōu)化和改進(jìn)制備工藝，生產(chǎn)出滿(mǎn)足不同行業(yè)及不同用途的產(chǎn)品。

三、潤滑脂粘度測量

使用DV3T錐板流變儀+TC-650 AP循環(huán)水浴系統（如圖1所示），測試一種潤滑脂（用戶(hù)提供）在20℃和40℃條件下，粘度隨剪切速率改變而變化的情況。分析溫度和剪切速率對潤滑脂表觀(guān)粘度的影響情況，確定潤滑脂粘度的測試方法。TC-650 AP循環(huán)水浴系統用于控制樣品溫度，Rheocalc T軟件連接主機，進(jìn)行程序編輯及數據采集，繪制粘度變化曲線(xiàn)，以及數據分析，測試數據及分析結果詳見(jiàn)圖2。使用Rheocalc T軟件編輯剪切率掃描程序，待樣品溫度穩定后開(kāi)始粘度測試，根據圖2 的結果可知，當剪切率增加時(shí)，該潤滑脂的粘度顯著(zhù)下降，具有剪切變稀的特性，在20℃時(shí)粘度的下降速率高于40℃時(shí)的粘度下降速率。在確定潤滑脂表觀(guān)粘度的測試方法時(shí)，應通過(guò)調節轉子及轉速（或剪切率），使粘度計的扭矩讀數在10% - 90% 之間（中高扭矩為佳），以獲得穩定且準確的粘度測試結果。根據圖3中扭矩隨剪切率變化的情況，該潤滑脂在20、40 ℃條件下進(jìn)行剪切率掃描測試時(shí)，在4、8、20 1/S三種剪切率下，扭矩讀數在40-60%之間，因此，這三種剪切率均可以作為該潤滑脂的粘度測試條件。此外，為了獲得具有重現性的測試結果，必須確保測試條件的一致性（粘度計機型、轉子編號、轉速或剪切率、溫度、測試時(shí)間、樣品量等）。

 錐板粘度計適用于微量樣品的粘度測試，測試所需樣品體積僅為0.5-2.0 mL（具體的樣品量與所使用的轉子型號相關(guān)），可有效節約測試成本；錐板粘度計使用錐形轉子及配套的樣品杯，可以計算精確的剪切率和剪切應力，得到絕對粘度；樣品杯中內置RTD溫度探針，通過(guò)外接循環(huán)水浴，可實(shí)現測試過(guò)程中樣品溫度的控制和測量；由于樣品量很少，可快速恒溫，有效提高測試效率。TC-650 AP循環(huán)水浴系統的控溫精度最高可達0.01℃，為粘度測試提供準確及穩定的溫度條件。