Page 115 - 《摩擦学学报》2020年第3期
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第 3 期                      徐状, 等: 胺分子结构对聚脲润滑脂流变学性能的影响                                        381

   与其结构的可恢复性有关，受剪切力作用时，触变环                            变环较小，环己胺聚脲润滑脂触变环较大，即环己胺
   面积越大，表明润滑脂结构的破坏速度显著高于恢复                            聚脲润滑脂的触变性能较差. 对比相同胺制备的聚脲
   速度，即润滑脂的可恢复性较差；反之，触变环面积越                           润滑脂样品在不同温度下的触变环可以看出，随着温
   小，润滑脂结构被破坏后的可恢复性能越好                  [20-21] .     度的升高，十八胺聚脲润滑脂的触变环无显著的变

       图3为测试的十八胺聚脲润滑脂(OA)、环己胺聚                        化，在100 ℃时，触变环少量增大；环己胺聚脲润滑脂
   脲润滑脂(CA)和苯胺聚脲润滑脂(AN)在25、50和100 ℃                   的触变环出现显著增大的现象，苯胺聚脲润滑脂的触
   时的触变环曲线. 由图3可以看出，在25 ℃时，十八胺                        变环随着温度的升高出现明显减小的趋势. 即十八胺
   和环己胺聚脲润滑脂的触变环较小，苯胺聚脲润滑脂                            聚脲润滑脂在25和50 ℃时具有较好的触变性能；环己
   的触变环较大，即十八胺聚脲润滑脂和环己胺聚脲润                            胺聚脲润滑脂在25 ℃时具有较好的触变性能，在50和
   滑脂的结构可恢复性能较好，触变性能较好；在50和                           100 ℃时触变性能较差；苯胺在50和100 ℃时具有较
   100 ℃时，十八胺聚脲润滑脂和苯胺聚脲润滑脂的触                          好的触变性能.

      2 000                            1 600                           800
           (a)     OA                      (b)                 OA           (c)               OA
                   CA                                          CA                             CA
      1 600        AN                  1 200                   AN      600                    AN
      Shear stress/Pa  1 200          Shear stress/Pa  800             Shear stress/Pa  400

       800
       400                              400                            200
         0                               0                               0
          0  100  200  300  400  500      0   100  200  300  400  500     0   100  200  300  400  500
                Shear rate/S −1                  Shear rate/S −1                 Shear rate/S −1

              Fig. 3  Thixotropic property of polyurea grease at elevated temperatures：(a) 25 ℃，(b) 50 ℃，(c) 100 ℃
                      图 3    聚脲润滑脂在不同温度下的触变环测试：(a) 25 ℃，(b) 50 ℃，(c) 100 ℃

       十八胺聚脲润滑脂的稠化剂为缠绕的纤维结构，                          应力代表润滑脂的结构强度；当G’< G’’时，润滑脂主
   这种结构在基础油中形成的三维空间网状结构的强                             要以不可恢复的黏性性能为主.
   度较高，在较低温度时，结构被剪切应力破坏后的可                                图4为测试的十八胺聚脲润滑脂(OA)、环己胺聚
   恢复性较好，即触变环较小. 环己胺聚脲润滑脂稠化                           脲润滑脂(CA)和苯胺聚脲润滑脂(AN)在25、50和100 ℃
   剂呈约粒径0.5 μm粒子堆积的棒状结构，在较低温度                         时的储能模量和损耗模量曲线. 从图4中可以看出，三
   时剪切应力破坏主要以分子间作用力为主，结构破坏                            种聚脲润滑脂在测试温度下，随着剪切应变的逐渐增
   后分子间作用力恢复较快，温度升高后，结构破坏以                            加，在经历了线性黏弹区(LVE)之后，均进入了非线性
   稠化剂粒子破坏为主，恢复性较差，结构破坏后的恢                            黏弹区，且储能模量和损耗模量相交，出现了相转变
   复速度迅速下降，即触变环迅速增大. 苯胺聚脲润滑                           点，即从半流体状态转变为流体状态. 在相转变点之
   脂稠化剂呈粒径约1 μm的粒子堆积的棒状结构，粒子                          前，储能模量始终高于损耗模量，主要表现为弹性性
   较大，在较低温度时，体系中基础油黏度较大，稠化剂                           能；在相转变点之后，损耗模量高于储能模量，主要表
   结构破坏后再重新结合的阻力较大，结构恢复性能较                            现为黏性性能.
   差，触变环较大；当温度升高后，体系中基础油黏度降                               图5是根据图4测试数据得到的三种聚脲润滑脂
   低，有利于稠化剂的运动与再结合，结构可恢复性能                            在25、50和100 ℃时相转变点的剪切应力柱状图，即三
   较好，所以触变环较小         [13, 22] .                      种润滑脂结构强度的柱状图. 对比不同胺制备润滑脂
       储能模量(G’)和损耗模量(G’’)代表润滑脂的黏弹                     在相同温度下的结构强度可以看出，在25 ℃时，十八
   性能，储能模量(G’)代表润滑脂的弹性性能，损耗模量                         胺聚脲润滑脂结构强度最高，苯胺最低；在50 ℃时，十
   (G’’)代表润滑脂的黏性性能. 当G’> G’’时，润滑脂主                    八胺和环己胺聚脲润滑脂结构强度相近，苯胺最低；
   要以可恢复的弹性性能为主；随着弹性模量和损耗模                            在100 ℃时，环己胺结构强度最高，苯胺最低. 对比同
   量的降低，当G’= G’’时，达到润滑脂的相转变点，即                        一种胺制备的聚脲润滑脂在不同温度下的结构强度
   润滑脂由半流体状态转变为流体状态，交点处的剪切                            可以看出，随着温度的升高，十八胺聚脲润滑脂的结
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