Page 116 - 《摩擦学学报》2020年第3期

382 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

10 5 10 5 10 5
(a) 10 4 (b) 10 4 (c)
G′ and G′′/Pa 10 4 3 G′ and G′′/Pa 10 3 G′ and G′′/Pa 10 3

10
G′ OA G′′ OA G′ OA G′′ OA 10 2 G′ OA G′′ OA
G′ CA G′′ CA 10 2 G′ CA G′′ CA G′ CA G′′ CA
10 2 G′ AN G′′ AN G′ AN G′′ AN 10 1 G′ AN G′′ AN
0.01 0.1 1 10 100 0.01 0.1 1 10 100 0.01 0.1 1 10 100
Shear rate/S −1 Shear rate/S −1 Shear rate/S −1

Fig. 4 Storage modulus (G’) and loss modulus (G’’) of polyurea grease at elevated temperatures：(a) 25 ℃，(b) 50 ℃，(c) 100 ℃
图 4 聚脲润滑脂在不同温度下的储能模量(G’)和损耗模量(G’’)测试：(a) 25 ℃，(b) 50 ℃，(c) 100 ℃

25 ℃ 增强，即结构强度升高 [7, 9] . 苯胺由于芳环的存在，随着
500
50 ℃
100 ℃ 温度升高分子间作用力变化不大，结构强度无显著
400 变化 .
[23]
Shear stress/Pa 300 脂(CA)和苯胺聚脲润滑脂(AN)在25、50和100 ℃时恒
图6为十八胺聚脲润滑脂(OA)、环己胺聚脲润滑
200
100 定剪切速率下的黏度变化曲线. 从图6中可以看出，环
己胺聚脲润滑脂的表观黏度较高，十八胺聚脲润滑脂
0 和苯胺聚脲润滑脂的表观黏度较低. 在测试温度下，
OA CA AN
Amine 随着剪切时间的逐渐增加，三种聚脲润滑脂的表观黏

Fig. 5 Phase transition point shear stress of polyurea grease 度在显著降低后达到恒定值，表明三种润滑脂都存在
at elevated temperatures
剪切稀化的特性. 对比不同测试温度下同一种胺制备
图 5 聚脲润滑脂在不同温度下的相变点的剪切应力
的润滑脂的表观黏度可以看出，随着温度的升高，三
构强度逐渐降低，环己胺聚脲润滑脂的结构强度出现 种润滑脂的表观黏度均表现出逐渐降低的趋势，即三
先降低，然后又显著升高的现象，苯胺聚脲润滑脂的 种润滑脂表现出高温变稀的特性. 这是由于温度升
结构强度无显著变化. 高，润滑脂体系内的基础油分子和稠化剂分子的运动
聚脲润滑脂分子之间主要通过氢键和范德华力 阻力降低，所以体系流动性显著提高，表观黏度降低.
连接形成稳定的空间结构，不同分子基团制备的稠化 图7为根据图6的测试数据计算得到的三种聚脲
剂形成强度不同的分子间作用力和不同强度的空间 润滑脂在25、50和100 ℃时的表观黏度变化率的柱状
结构. 十八胺聚脲润滑脂稠化剂的纤维缠绕形成的空 图. 对比同一种胺制备的润滑脂在不同温度下的表观
间结构强度较高，在较低温度时结构强度高，随着温 黏度变化率可以看出，十八胺聚脲润滑脂在100 ℃时
度升高，体系表观黏度降低，分子间作用力减弱，结构 表观黏度变化率较高；环己胺和苯胺聚脲润滑脂的表
强度降低. 环己胺在较高温度时，可能分子间作用力 观黏度变化率随着温度的升高逐渐降低. 对比不同胺

2.7 1.4
(a) OA (b) OA 0.7 (c) OA
2.4 CA 1.2 CA 0.6 CA
AN AN AN
2.1 1.0 0.5
η/(Pa·s) 1.8 η/(Pa·s) 0.8 η/(Pa·s) 0.4

1.5 0.3
0.6 0.2
1.2
0.1
0.4
300 350 400 450 500 550 600 300 350 400 450 500 550 600 300 350 400 450 500 550 600
Time/s Time/s Time/s

Fig. 6 Evolution of apparent viscosity with time for polyurea grease under shear rate at elevated
temperatures：(a) 25 ℃，(b) 50 ℃，(c) 100 ℃
图 6 聚脲润滑脂在剪切作用下不同温度的表观黏度变化曲线：(a) 25 ℃，(b) 50 ℃，(c) 100 ℃