Nghiên cứu chế tạo mỡ bôi trơn trên cơ sở dầu thực vật có khả năng phân hủy sinh học ứng dụng cho bảo quản vũ khí trang bị kỹ thuật quân sự

Bài viết này trình bày những kết quả nghiên cứu chế tạo và thử nghiệm mỡ bôi trơn từ nguồn dầu thực vật có khả năng phân hủy sinh học, ở quy mô phòng thí nghiệm, hướng ứng dụng cho các thiết bị máy móc quân sự ở trạng thái làm việc cũng như trong quá trình bảo quản.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo mỡ bôi trơn trên cơ sở dầu thực vật có khả năng phân hủy sinh học ứng dụng cho bảo quản vũ khí trang bị kỹ thuật quân sựNghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỠ BÔI TRƠN TRÊN CƠ SỞ DẦU THỰC VẬT CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC ỨNG DỤNG CHO BẢO QUẢN VŨ KHÍ TRANG BỊ KỸ THUẬT QUÂN SỰ Trần Văn Hiền*, Hà Quốc Bảng, Nguyễn Hữu Vân, Nguyễn Công Thắng Tóm tắt: An toàn môi trường gần đây đã trở thành vấn đề quan trọng đối với trong nước và trên thế giới. Qua nhiều thập kỷ qua, sự ô nhiễm từ nhiên liệu và chất bôi trơn có nguồn gốc từ dầu khoáng gây thiệt hại đến môi trường là rất lớn. Vì vậy, trong nhiều năm gần đây, do những quan ngại về vấn đề môi trường dẫn đến xu hướng sử dụng các sản phẩm dầu, mỡ bôi trơn thân hiện môi trường đã được chú trọng nhiều hơn. Trong đó, dầu thực vật hoặc dầu tổng hợp có khả năng phân hủy sinh học được thay thế dầu khoáng trong thành phần môi trường phân tán chế tạo các loại sản phẩm mỡ bôi trơn đã được sử dụng. Bài báo này trình bày những kết quả nghiên cứu chế tạo và thử nghiệm mỡ bôi trơn từ nguồn dầu thực vật có khả năng phân hủy sinh học, ở quy mô phòng thí nghiệm, hướng ứng dụng cho các thiết bị máy móc quân sự ở trạng thái làm việc cũng như trong quá trình bảo quản.Từ khóa: Chất bôi trơn sinh học; Mỡ bôi trơn; Tính phân hủy sinh học (PHSH); Axít béo; Dầu thực vật. 1. MỞ ĐẦU Mỡ bôi trơn (lubricating greases) là loại sản phẩm có nhiều dạng từ rắn cho tới bánlỏng, sự hình thành của mỡ là do phân bố của chất làm đặc (pha phân tán), dầu bôi trơn(môi trường phân tán) và các chất phụ gia nhằm tạo nên các đặc tính cần thiết của mỡ.Tính chất của mỡ phụ thuộc vào cả dầu gốc bôi trơn và chất làm đặc kết hợp các phụ gialàm tăng khả năng làm việc của mỡ [1]. Thành phần dầu gốc bôi trơn chủ yếu có trong cácloại mỡ bôi trơn hiện nay là dầu khoáng, do đặc tính bôi trơn tốt cũng như giá thành củanó. Tuy nhiên, do dầu khoáng không có khả năng phân hủy sinh học (hoặc khả năng tựphân hủy rất thấp) nên việc sản xuất cũng như sử dụng các loại dầu gốc khoáng trongthành phần của mỡ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Chính vì vậy, công nghệsản xuất mỡ bôi trơn trên thế giới gần đây có xu hướng sử dụng các loại dầu thực vật hoặccác loại dầu tổng hợp dễ phân hủy sinh học để làm dầu gốc trong công thức phối trộn tạora các sản phẩm dầu, mỡ bôi trơn [2]. Đặc biệt trong lĩnh vực quân sự, việc sử dụng mỡbôi trơn cho các thiết bị khí tài và máy móc quân sự làm việc ở cường độ cao, tải trọnglớn, đòi hỏi sản phẩm mỡ vừa đáp ứng về khả năng bôi trơn trong trạng thái làm việc,cũng như cần thêm tính năng bảo quản ở trạng thái niêm cất trung và dài hạn [3]. Phát triển những kết quả nghiên cứu từ nguồn dầu thực vật phong phú trong nước,nhóm nghiên cứu đã thực hiện tổng hợp mỡ bôi trơn-bảo quản có khả năng phân hủy sinhhọc trên cơ sở dầu thầu dầu. Chất làm đặc là xà phòng của axit béo 12-hydroxy stearat litikết hợp một số phụ gia giảm ma sát, giảm mài mòn và phụ gia chống ăn mòn kim loại.Mục đích là tạo ra sản phẩm mỡ bôi trơn-bảo quản ứng dụng trong lĩnh vực quân sự. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM2.1. Nguyên liệu sử dụng 12-hydroxystearic (Trung Quốc) với các thông số: chỉ số xà phòng, mg KOH/g: 184;chỉ số iốt, I2/100g: 3,024; chỉ số axit, mg KOH/g: 179; chỉ số hydroxyl, mg KOH/g: 153;Hydroxit Liti (LiOH), Trung quốc; Dầu thầu dầu (Ấn Độ), tỉ trọng: 0,96; độ nhớt ở 100oC:19cSt; chỉ số xà phòng (mg KOH/g): 182; nhiệt độ chớp cháy cốc hở: 290 oC; nhiệt độđông đặc: -16oC; Graphit bột 99,5% (Đức), diphenylamin 99,8% (Trung Quốc), ZnDTP99,6% (Trung Quốc).Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 129 Hóa học và Kỹ thuật môi trường2.2. Thực nghiệm Mỡ bôi trơn trên cơ sở dầu thầu dầu được chế tạo theo sơ đồ công nghệ sau: Hình 1. Sơ đồ quy trình sản xuất mỡ trên cơ sở dầu thực vật.Quá trình tiến hành qua các bước sau: - Cho lượng 12-hydroxystearic (12-HSA) theo tính toán và dầu thầu dầu với tỷ lệ axit 12-HSA chiếm 30% so với tổng lượng dầu vào nồi phản ứng nâng nhiệt đến 85oC – 90oC, nạpdung dịch LiOH 20% trong nước thành dòng nhỏ để tránh bị trào. Hỗn hợp phản ứng ở 90oC– 95oC đủ để trung hoà và xà phòng hóa lượng axit đã nạp và duy trì trong 60 đến 80 phút.Kiểm soát phản ứng bằng lượng kiềm dư, nạp lượng dầu còn lại vào nồi phản ứng. - Nâng nhiệt độ và tiến hành đuổi nước ở 100 - 105oC. Tiếp tục nâng nhiệt lên 230oC trong30 phút để tạo cấu trúc mỡ, sau đó tiếp tục nâng nhiệt lên 240oC trong thời gian 20 phút. - Tắt nhiệt và làm nguội tự nhiên đến 110oC và bổ sung phụ gia P89, diphenylamin vàZnDTP (theo phần khối lượng). - Đồng thể hóa phụ gia graphit vào mỡ bằng phương pháp nghiền trong phòng thí nghiệm.2.3. Phương pháp xác lập ...