應用專題 - 潤滑脂粘度測定

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物，潤滑脂實質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時能夠保持一定的形狀而不流動, 可以粘附在金屬表面而不滑落,而當其受到高溫或超過一定限度的外力作用時，又能夠像液體一樣流動。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、食品、儀表、鐵路等行業的軸承、齒輪、渦輪及其他機械部件上。

潤滑脂屬于典型的非牛頓流體，潤滑脂的粘度和流變學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程中表現出的摩擦磨損性能、軸承啟動性能、振動噪聲等性能，與軸承流失、漏油、泵送流動性等使用性能密切相關。大量的研究和實踐表明，在潤滑脂的生產制備過程中，基礎油粘度、稠化劑種類、稠化劑含量、溫度和添加劑、制備工藝、纖維結構等因素均會對潤滑脂的粘度和流變學特性產生影響。

因此，在潤滑脂的生產加工工藝中，必須注意對粘度的控制和流變學特性的研究。根據不同的應用行業及使用用途，合理調節潤滑脂各組分的種類、含量及配比、微觀纖維結構等參數，優化和改進制備工藝，生產出滿足不同行業及不同用途的產品。

使用DV3T錐板流變儀+TC-650 AP循環水浴系統（如圖1所示），測試一種潤滑脂（用戶提供）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粘度的影響情況，確定潤滑脂粘度的測試方法。TC-650 AP循環水浴系統用于控制樣品溫度，Rheocalc T軟件連接主機，進行程序編輯及數據采集，繪制粘度變化曲線，以及數據分析，測試數據及分析結果詳見圖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始粘度測試，根據圖2 的結果可知，當剪切率增加時，該潤滑脂的粘度顯著下降，具有剪切變稀的特性，在20℃時粘度的下降速率高于40℃時的粘度下降速率。

在確定潤滑脂表觀粘度的測試方法時，應通過調節轉子及轉速（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 ℃條件下進行剪切率掃描測試時，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），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，可以計算的剪切率和剪切應力，得到粘度；樣品杯中內置RTD溫度探針，通過外接循環水浴，可實現測試過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循環水浴系統的控溫精度高可達0.01℃，為粘度測試提供準確及穩定的溫度條件。

作為的粘度計/流變儀生產商之一，AMETEK - Brookfield一直致力于為廣大用戶提供質量穩定可靠，測量度高，測量重復性好的產品。Brookfield粘度計的測量精度可以達到全量程測量范圍的±1%，重復性可以達到±0.2%，是實驗室開展質量控制及產品研發的理想選擇。針對不同行業的粘度測試需求，提供個性化的解決方案，適應各種行業用戶的分析需求。

潤滑脂的流變特性與工作性能密切相關，研究潤滑脂流變特性對摩擦磨損行為、軸承啟動狀態、振動噪聲情況的影響，用屈服應力、觸變性、粘彈性等流變學參數分析潤滑脂摩擦磨損性能、軸承啟動性能、振動噪聲性能，對指導不同工況下潤滑脂的選擇以及潤滑脂工作性能評價分析具有重要的意義。

RST 流變儀可以進行全面的流變學測試，在質量控制和研發領域均可進行的流變分析。RST系列流變儀具有控制剪切率和剪切應力兩種模式，尤其適合于測量非牛頓流體在穩態流動下的粘度、流變曲線等特性。另外，它還可以測量非穩態剪切流動和蠕變狀態下的粘彈性、屈服應力以及觸變性等流變特性。