對于潤滑脂,特別是皂基潤滑脂潤滑的作用機理,不少學者進行了大量的研究工作,但是,至今還沒有統一的認識,有待今后進一步的研究來解決。
一般說來,多數學者認為,皂基潤滑脂是金屬皂和吸留在皂里面的基礎油構成的三維網狀結構體系。按皂-油凝膠粒子分散體概念可以認為,皂基潤滑脂是一個以油為分散介質和以皂-油凝膠粒子為分散相的結構分散體系。因此,對潤滑脂潤滑的作用機理就有了如下觀點。
通常認為,由于金屬皂的作用或者說是稠化劑的作用把基礎油帶到摩擦副的接觸面上,基礎油在此面上受外力作用而釋放出來而進行潤滑。這種觀點只看到基礎油起著真正的潤滑作用,僅只是根據下述試驗結果提出來的,即用不同的碗化劑稠化相同的基礎油所制得的潤滑脂,其摩擦系數相同。另一種觀點認為,基礎油與稠化劑都能起潤滑作用。這是根據潤滑脂與單獨的基礎油的對比試驗結果,以及潤滑脂的潤滑性能與碉化劑的剪切強度之間的關系提出來的。比較全面的觀點則認為,潤滑脂的潤滑作用,部分是由于基礎油的作用,而更重要的是取決于糊化劑和基礎油的特殊結合后所帶來的既不同丁基礎油又不同于稠化劑的潤滑性能。
1)觸變性
潤滑脂所具有的基本的特性,就是觸變性。當施加一個外力時,潤滑脂的流動在逐漸變軟,表現粘度降低,但是一旦處于靜止,經過一段時間(很短)后,稠度再次增加(恢復),這種特性稱為觸變性。潤滑脂的這種特性,決定了其可以在不適于潤滑油潤滑的部位潤滑,而顯示它優良的性能。
2)粘度
潤滑脂通常用表觀粘度或相似粘度來表示,在說明潤滑脂的粘度時,必須指明溫度和剪切速度。可采用相似粘度指標來控制其低溫流動性和泵送性。
3)強度極限
潤滑脂的強度極限是指引起試樣開始流動的所需小切應力,又稱極限切應力。潤滑脂強度極限是溫度的函數,溫度越高脂的強度極限越小,溫度降低,脂的強度極限變大,它的大小取決于稠化劑的種類與含量,和制脂工藝條件也有一定的關系。
4)低溫流動性
衡量潤滑脂低溫性能的重要指標之一是低溫轉矩,即在低溫下(-20°c以下)潤滑脂阻滯低速流動軸承轉動的程度,潤滑脂的低溫轉矩由起動轉矩和轉動60mm后轉矩的平均值表示。
5)滴點潤滑脂在規定條件下達到一定流動性時的低溫度稱為滴點。潤滑脂的滴點有助于鑒別潤滑脂類型和粗略估計潤滑脂的高使用溫度,一般說來,對于皂基脂,其使用溫度應低于滴點20~30°c滴點越高,其耐熱性越好。
6)蒸發性
潤滑脂的蒸發性(度)表示潤滑脂在高溫條件下長期使用時,潤滑脂油分揮發的程度,蒸發性越小越好。脂的蒸發性主要取決于潤滑油的性質和餾分組成。
7)膠體安定性
潤滑脂的膠體安定性是指潤滑脂在一定溫度和壓力下保持膠體結構穩定,防止潤滑油從潤滑脂中析出的性能,也就是潤滑脂抵抗分油的能力。通常把潤滑脂析出油的數量換算為質量分數來表示。潤滑脂的膠體安定性反應出潤滑脂在長期儲存中與實際應用時分油趨勢,如果潤滑脂的膠體安定性差,則在受熱、壓力、離心力等作用下易下發生嚴重分油,導致壽命迅速降低,并使潤滑脂變稠變干,失去潤滑作用。
8)氧化安定性
氧化安定性是指潤滑脂在長期儲存或長期高溫下使用時抵抗熱和氧的作用,保持其性質不發生永久變化的能力。由于氧化,往往發生游離堿含量降低或游離有機酸含量增大,滴點下降,外觀顏色變深,出現異臭味,稠度、強度極限,相似粘度下降,生成腐蝕性產物和破壞潤滑脂結構的物質,造成皂油分離。因此,在潤滑脂長期儲存中,應存放在干燥通風的環境中,防止陽光曝曬,并應定期檢查游離堿或游離有機酸、腐蝕性等項目的變化,以保證其質量和使用性能