潤滑脂是由增稠劑,、添加劑和基礎(chǔ)油組成的高度復(fù)雜的潤滑劑,，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備和工業(yè)領(lǐng)域中,，其主要作用是減少摩擦,、磨損和腐蝕,，提高設(shè)備的性能和壽命。許多潤滑脂潤滑的機(jī)械部件在潮濕的環(huán)境中運(yùn)行,，使它們?nèi)菀资艿剿廴?。有研究表明，潤滑脂中僅存在1%的水污染,，軸承的壽命就會(huì)減少90%,。

潤滑脂的疏水或吸水能力取決于其表面活性成分的疏水/親水性質(zhì)以及潤滑脂中基礎(chǔ)油的類型。該技術(shù)利用潤滑脂結(jié)構(gòu)中與表面活性極性組分相互作用的化學(xué)原理,，來評(píng)估潤滑脂在水存在下的行為,。

測(cè)定潤滑脂疏水性的一種簡單而有效的方法是測(cè)量水滴在潤滑脂表面的接觸角。測(cè)定潤滑脂疏水性的一種簡單而有效的方法是測(cè)量水滴在潤滑脂表面的接觸角,。實(shí)驗(yàn)使用七種不同類型的市售NLGI 2級(jí)潤滑脂,，所用潤滑脂的詳細(xì)信息見表1,。

表1. 潤滑脂名稱與增稠劑和基礎(chǔ)油類型

為了測(cè)量水滴在油脂表面的接觸角，使用了光學(xué)接觸角儀,。在實(shí)驗(yàn)過程中,，要測(cè)試的油脂樣品被放置在可調(diào)節(jié)的樣品臺(tái)上，并且使用可調(diào)節(jié)的旋鈕將樣品臺(tái)的高度設(shè)置為水平,。使用10µl注射器將水滴置于油脂表面,，并使用可調(diào)鏡頭調(diào)節(jié)水滴的焦距和變焦距離。液滴的圖像是用附著在液滴上的相機(jī)捕獲的,。單色藍(lán)光提供了液滴清晰的黑色圖像,。從捕獲的圖像中，通過內(nèi)置軟件計(jì)算接觸角θ,。

潤滑脂是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的半固體物質(zhì),。當(dāng)水滴被放置在油脂表面時(shí)，它傾向于擴(kuò)散和/或被油脂吸收,。因此,，液滴的大小和接觸角值隨時(shí)間而變化。

為了解決這些問題,，以3幀/秒的速度記錄了液滴的視頻,，并分析了不同間隔下的圖像接觸角。液滴的接觸角值是使用儀器軟件中提供的長度/寬度方法確定的,。在這種方法中,，將矩形的長度和寬度分別手動(dòng)調(diào)整為液滴的邊緣和峰值點(diǎn)(見圖1)。

為了獲得更可靠的結(jié)果,，確定了菱形槽邊緣的兩個(gè)液滴的接觸角值,。對(duì)于每種類型的潤滑脂，至少取了9組讀數(shù),。

圖2顯示了原始li -m潤滑脂的三組測(cè)量結(jié)果,。該圖還提供了在5、30,、60,、150和300秒時(shí)捕獲的水滴圖像。從圖中可以看出,，接觸角隨時(shí)間的變化,，在前150秒內(nèi),，接觸角呈非線性下降,，之后，接觸角的變化率變小,，呈線性變化,。有趣的是,，在過程的前45秒內(nèi)，樣品之間接觸角值的變化有些分散,，但在此之后變得穩(wěn)定,。

同樣，PU,、CaS和WLi潤滑脂的接觸角值和捕獲的液滴圖像分別如圖3所示,。在所有情況下，接觸角的變化都是相似的,，表現(xiàn)出一種非線性的瞬態(tài)行為,，在150s后趨于穩(wěn)定。

現(xiàn)在,，參照?qǐng)D2和圖3所示的接觸角值,，可以得出以下一般性的觀察結(jié)果。(1)接觸角值隨時(shí)間減小;(2)接觸角值在不同樣本之間的變化在60 s之前趨于分散,，但在60 s之后趨于不變;(3)接觸角值在150 s之前呈非線性下降,，隨后趨于穩(wěn)定，并以較低的變化率線性下降,。在60 s時(shí),，確定了所有9個(gè)潤滑脂樣品的接觸角平均值，并繪制在圖4中,。

結(jié)果表明,，LiC - P和Si潤滑脂的接觸角值大于90°，而CaS潤滑脂的接觸角值近似等于90°,。這表明水滴作為自由水在油脂表面停留的時(shí)間較長,。對(duì)于LiC -m潤滑脂，θ<90°,，而對(duì)于PU,、AlC和WLi潤滑脂，θ?90°,，表明潤滑脂擴(kuò)散或被潤滑脂吸收得更快,。接觸角結(jié)果表明，其疏水性能的順序?yàn)? LiC-P > Si > CaS > LiC-m > AlC > PU > WLi,。

參考文獻(xiàn)：

[1] Lijesh, K. P., Khonsari, M. M., Miller, R. A., Assessment of Water Contamination on Grease Using the Contact Angle Approach[J]. Tribology Letters. 2020, 103.