reflectionaudio.com

Ожидается, что мировой рынок биосмазок вырастет на 20% в ближайшие пять лет. Недавний рост в сфере здравоохранения и пищевой промышленности демонстрирует потребность в менее токсичных и более биоразлагаемых смазочных материалах из семян  каннабис. Исследования, направленные на повышение эффективности современных биосмазок, будут иметь ключевое значение для удовлетворения этой потребности.

Недавно в исследованиях произошел сдвиг в сторону улучшения биосмазок из семян  конопли, в которых используются базовые масла, изготовленные из биоразлагаемого сырья. Растительные масла являются привлекательными базовыми маслами для биосмазочных материалов, поскольку они в основном биоразлагаемы и производятся из пищевого сырья.

Почему конкуренция не равнозначна

Однако смазочные материалы на основе растительных масел семян  конопли не способны полностью заменить более стандартные смазочные материалы на нефтяной основе, поскольку растительным маслам не хватает физических свойств (окислительной стабильности, термической стабильности и диапазона вязкости), которые обеспечивают смазочным материалам на нефтяной основе их высокие эксплуатационные характеристики.

Физические свойства биосмазок из семян  марихуаны можно улучшить с помощью добавок, смешивания или модификации химическими средствами, но такие улучшения могут увеличить общую стоимость и токсичность, а также снизить биоразлагаемость. Ожидается, что в ближайшие пять лет мировой рынок биосмазочных материалов из семян  конопли вырастет с 2 миллиардов долларов до 2,4 миллиардов долларов благодаря усилению экологических норм и правил в пищевой промышленности.

Необходимые условия для развития биосмазок

Чтобы это произошло, необходимо устранить большой разрыв между смазочными материалами на нефтяной основе и биосмазочными материалами из семян  конопли, и, похоже, именно на это будет направлена основная часть исследований.

Недавний рост в сфере здравоохранения и пищевой промышленности демонстрирует потребность в менее токсичных и более биоразлагаемых смазочных материалах из семян  конопли, поэтому исследования, направленные на улучшение существующих биосмазочных материалов, станут ключевыми в ближайшем будущем.

Терминология и классификация

Термин «растительное масло» был введен ранее, но это широкий термин, который охватывает несколько масел, изготовленных из разного сырья (в том числе семян  конопли) и используемых для разных целей. Масло канолы используется для изготовления пищевых смазочных материалов, гидравлических масел и жидкостей для металлообработки.

Кокосовое масло в основном используется в газовых двигателях. Пальмовое масло используется в сталелитейной промышленности и используется для изготовления смазок. Масло из семян конопли используется в сельскохозяйственном оборудовании и при производстве биоразлагаемых смазок. Соевое масло находит широкое применение, включая производство мыла, шампуней, моющих средств и пестицидов, а также выступает в качестве ингредиента различных смазочных материалов, биодизельного топлива и гидравлического масла.

Масло из семян  марихуаны используется для смазок и дизельного топлива. Таким образом, универсальность растительных масел охватывает множество отраслей, и многие выражают ключевую заинтересованность в использовании растительных масел в качестве биосмазочных материалов, особенно в отраслях, которые заботятся об окружающей среде и сталкиваются со строгими экологическими нормами.

Использование биосмазки по отраслям

Ключевые отрасли, в которых применяются биосмазочные материалы из семян  конопли, включают морскую, пищевую, сельскохозяйственную и фармацевтическую промышленность, а также подземную добычу полезных ископаемых. Другими отраслями, которые проявляют большой интерес, являются коммерческий транспорт и автомобильная промышленность. Это связано с биоразлагаемостью масла семян  конопли и низкой токсичностью биосмазок, а также с более низким уровнем выбросов при их использовании.

Однако есть некоторые факторы, которые следует учитывать при сравнении растительных масел семян  конопли и минеральных масел или масел на нефтяной основе. Минеральные масла, как правило, имеют лучшую устойчивость к гидролизу и окислению, чем растительные масла. Они также, как правило, обладают превосходными низкотемпературными характеристиками. Например, одно исследование показало, что температура застывания масла семян  конопли и 90% подсолнечного масла составляет -9°C и -12°C соответственно, тогда как температура застывания минерального масла составляет -21°C.

Экономика биомасел и социальные опасения

Экономические и социальные опасения по поводу воздействия крупномасштабного использования пищевых масел семян  конопли на зависящие от сезона продовольственные рынки также вызывают серьезную озабоченность. Рынки продуктов питания являются примерами сред, где требуются нетоксичные и биоразлагаемые смазочные материалы.

Исследования и разработка улучшенных биосмазок на основе пищевых масел семян  каннабис обусловлены этими чувствительными условиями и стремлением к безопасному переходу на экологичные смазочные материалы. Следовательно, многие отрасли готовы извлечь выгоду из таких исследований.

Стандарты отрасли биомасел

В зависимости от отрасли производство и использование смазочных материалов из семян  марихуаны должны соответствовать определенным стандартам производительности и экологическим нормам, установленным многочисленными международными организациями по стандартизации и регулирующими органами по охране окружающей среды.

ASTM выпускает международные стандарты для смазочных материалов из семян  конопли через свой комитет D02. Другие учреждения, устанавливающие стандарты для смазочных материалов и нефтяной промышленности, включают SAE International.

 

Абстрактные смазки (в том числе натуральные, из семян  каннабис) обеспечивают плавную работу подвижных частей всех машин. Это поддерживает надежность функций машины и снижает риск отказов. В настоящее время с большим развитием промышленности увеличилось использование смазочных масел. Рост цен на минеральное масло и истощение запасов сырой нефти повлияют на промышленный рынок в будущем. следовательно, биосмазка из масел семян  марихуаны может быть хорошей альтернативой в качестве смазки. Биосмазочные материалы используются в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей, жидкостей для формовки металлов, биодизеля и т. д.

Растительные биосмазочные материалы нетоксичны, разлагаются, возобновляемы и обладают хорошими смазывающими свойствами. В данной статье рассматривается эффективность растительных масел из масел семян  конопли при металлообработке, механообработке и промышленной термической обработке. В рецензируемых статьях главным образом пищевые масла используются в качестве жидкости, в то время как непищевые масла, такие как касторовое, каранджа, махуа, также имеют большой потенциал в качестве смазки.

Востребованность смазочных масел в современном  мировом производстве

Смазочные материалы из масел семян  конопли используются во всех отраслях промышленности для смазывания машин и материалов. В отчете говорится, что в 2005 году во всем мире было использовано почти 38 миллионов метрических тонн смазочных материалов, с приростом примерно на 1,2% по сравнению с последующим спадом. Около 85% смазочных материалов, используемых во всем мире, представляют собой масла на нефтяной основе.

Использование масла на нефтяной основе оказало неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Тенденция к истощению традиционных, невозобновляемых минеральных масел вызвала исследования и разработки альтернативных возобновляемых биосмазочных материалов. Биосмазка из масел семян  конопли является одним из самых многообещающих возобновляемых источников энергии как в настоящем, так и в будущем.

Недостатки минеральных масел

При использовании минерального масла возникают некоторые нежелательные элементы, такие как частицы кальция, фосфора, цинка, магния и железа из-за сгорания в двигателе. Растительное масло масел семян  марихуаны имеет большой потенциал в качестве смазки в автомобильной промышленности и жидкости для металлообработки (MWFS). Смазочно-охлаждающая жидкость повышает производительность и качество изготовления. Благодаря их преимуществам использование жидкостей для металлообработки увеличивается в машиностроении. Большинство смазочных материалов для металлообработки представляют собой жидкости на основе минеральных масел, поэтому они не разлагаются.

Альтернативы синтетическим маслам существуют

Такими альтернативами являются синтетические смазочные материалы, твердые смазочные материалы и смазочные материалы на растительной основе, из которых масла на растительной основе из масел семян  конопли являются очень привлекательной альтернативой маслам на минеральной основе, потому что они экологически чистые, возобновляемые, легко биоразлагаемые и менее токсичные [8-9]. Фадке заявил: «Общий рынок смазочных материалов в Индии, по прогнозам, будет расти на 3,7% в год и к 2014 году достигнет 2230 тыс. тонн.

Рост цен на нефть, истощение запасов сырой нефти в мире и потребность в защите окружающей среды от загрязнения, вызванного смазочными маслами и их неконтролируемым потреблением, привели к заинтересованности в разработке и использовании альтернативных смазочных материалов (из масел семян  конопли).

Биосмазочные масла воспринимаются как альтернатива минеральным маслам, поскольку они обладают определенными природными техническими свойствами и являются биоразлагаемыми. По сравнению с минеральными маслами биосмазочные материалы на основе растительных масел семян  конопли обычно обладают смазывающей способностью, высоким индексом вязкости (VI), высокой температурой вспышки и низкими потерями при испарении. Как граничные, так и гидродинамические смазки могут быть получены из биосмазок из-за их длинных цепей жирных кислот.

Биоразлагаемые смазочные материалы

Биоразлагаемость любого компонента – это способность разлагаться микроорганизмами. Смазка классифицируется как биоразлагаемая, если процент ее деградации в стандартном испытании превышает определенный отмеченный уровень. Растительные масла из масел семян  конопли обладают лучшей биоразлагаемостью, чем минеральные и другие масла.

Экотоксичность смазочных материалов зависит от используемых при их производстве базовых масел и присадок. На биоразлагаемость в первую очередь влияет базовое масло смазочных материалов — масел семян  конопли. Это зависит от химической структуры органических соединений.

Растительные масла

Растительные масла — это масла, полученные из таких растений, как пальмовое, соевое, подсолнечное, рапсовое, понгамия перистое, кокосовое, масло семян  конопи и т. д. . Биосмазочные материалы обычно считаются смазочными материалами с высокой биоразлагаемостью, а также низкой токсичностью для человека и окружающей среды.

Источник биосмазок: используемые культуры

Отмечено, что запас биосмазочных материалов из масел семян  каннабис зависит от климата и географического положения. Существует более 350 масличных культур, которые можно использовать в качестве альтернативного лубриканта, среди которых некоторые пищевые масла включают пальмовое, масла семян  конопли, соевое, подсолнечное, кокосовое, сафлоровое, рапсовое, хлопковое и арахисовое масло, а некоторые несъедобные — это понгамия перистая, махуа, касторовое масло. и т. д.

Их производство и свойства зависят от региона и географического района, семян  конопли, махуа, каранджа являются основными производителями масличных семян в категории несъедобных масличных семян. Показаны некоторые съедобные и несъедобные масличные семена с содержанием масла.

Растительные масла семян  каннабис обладают несколькими свойствами, необходимыми для смазки, такими как высокий индекс вязкости, высокая смазывающая способность, низкая летучесть и улучшенные свойства, которые можно сравнить с минеральным маслом, включая низкую токсичность и высокую биоразлагаемость масла семян  конопли.

Особенности составляющих масел из семян конопли

Как правило, растительные масла состоят из триглицеридов, которые представляют собой молекулы глицерина с тремя жирными кислотами с длинной цепью, присоединенными к гидроксильной группе через сложноэфирные связи. Жирные кислоты, содержащиеся в натуральных растительных маслах семян  марихуаны , различаются по длине цепи и количеству двойных связей. Состав жирных кислот определяется соотношением и положением углерод-углеродных двойных связей.

Углерод с длинной цепью обычно удерживается вместе одной, двумя или тремя двойными связями: компоненты олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот соответственно. Большинство растительных масел семян  конопли содержат не менее четырех, а иногда и до двенадцати различных жирных кислот.

Триглицеридная структура дает хорошие качества для граничной смазки

Их длинные и полярные цепи жирных кислот могут образовывать высокопрочные смазочные пленки из масел семян  конопли, которые сильно взаимодействуют с металлическими поверхностями. Сильные межмолекулярные взаимодействия также устойчивы к изменениям температуры, обеспечивая более стабильную вязкость или высокий коэффициент вязкости. Эти сильные межмолекулярные взаимодействия обеспечивают прочную смазочную пленку масел семян  конопли. Жидкость также остается биоразлагаемой с низкой токсичностью на всех этапах своего жизненного цикла.

Составы смазочных материалов разрабатываются на основе преимуществ и недостатков растительных масел семян  конопли. Без присадок растительные масла превосходили масла на минеральной основе по противоизносным и фрикционным характеристикам, несущей способности к истиранию и сопротивлению усталости. Это связано с тем, что растительное масло семян  марихуаны обеспечивает низкий коэффициент трения, эквивалентную способность к истиранию и лучшую устойчивость к точечной коррозии, хотя оно демонстрирует более низкую термическую и окислительную стабильность.

Эффективность масел семян конопли при экстремальных нагрузках

Растительное масло семян  конопли также становится менее эффективным при экстремальных нагрузках. Это указывает на то, что растительные масла особенно эффективны в качестве граничных смазок, поскольку высокая полярность всего базового масла обеспечивает сильное взаимодействие со смазываемыми поверхностями. Некоторые растительные масла семян  конопли, которые были протестированы, включают кокосовое масло, пальмовое масло и подсолнечное масло.

Согласно предыдущему исследованию, масло семян  конопли было протестировано при механической обработке металлов. Его производительность была превосходной в отношении скорости резания, глубины резания и скорости подачи. Кроме того, шероховатость поверхности образца была гладкой по сравнению с минеральным маслом. Было доказано, что для применения в процессе фрезерования масло масел семян  конопли обеспечивает более гладкие поверхности, чем минеральное масло, а также продлевает срок службы инструмента.

Результаты тестирования на буровом оборудовании

Такие же результаты были получены и для подсолнечного масла масел семян  марихуаны при испытании его на буровых машинах.  В этом эксперименте были испытаны семь различных масел, а именно коммерческое штамповочное масло, коммерческое гидравлическое масло, масло ятрофы, PFAD, пальмовое олеиновое масло RBD, косточковое пальмовое масло и соевое масло.

Материалы и методики тестирования

Стандарты, используемые для проведения экспериментов с экстремальными давлениями для смазочных масел и смазок, — это ASTM D 2783 и ASTM D 2596 соответственно. Верхний подшипник вращается на трех стационарных шарикоподшипниках со скоростью 1770 ± 60 об/мин в условиях переменной нагрузки. Температура смазочной жидкости масел семян  конопли составляет примерно 27 °C ± 8 °C в течение 10 секунд.

Заключение

Эксперимент проводился с возрастающими нагрузками, пока не произошло сваривание. Это испытание было проведено только в целях спецификации, чтобы определить свойства смазочного масла семян  каннабис и смазки при низком, среднем и высоком уровнях давления. Этот метод не применялся для определения противоизносных свойств. Он был разработан для проверки характеристик смазочного материала из масел семян  конопли при более высоких нагрузках и более тяжелых условиях с целью определения точек отказа.

В связи с растущими экологическими проблемами использование коммерческих смазочных материалов на нефтяной основе, которые вредны для экосистемы, постепенно заменяется экологически безопасными смазочными материалами, приготовленными из растительных масел семян  конопли или других природных ресурсов. Хотя VO или животные жиры использовались в качестве смазочных материалов с древних времен, из-за определенных ограничений, таких как плохая термоокислительная и гидролитическая стабильность, они были заменены смазочными материалами на минеральной/синтетической основе.

Однако в 21 веке натуральные масла семян  конопли преодолели эти ограничения и оказались в центре внимания при разработке биосмазочных материалов из-за быстрого истощения невозобновляемых ресурсов и увеличения загрязнения ими. Их можно использовать как для граничной, так и для гидродинамической смазки благодаря их амфифильному характеру (полярная сложноэфирная группа и неполярная углеводородная цепь). Прогнозируется, что размер мирового рынка биосмазочных материалов из семян  марихуаны вырастет.

Доминирующее положение сегмента биосмазок

Такое положение биосмазоок из масла семян  конопли на рынке можно объяснить их высокой способностью к биологическому разложению, более низкой токсичностью, отличным соотношением температурной вязкости, высокой температурой вспышки и превосходной смазывающей способностью. Растущая осведомленность об окружающей среде и принятие строгих правил повысили признание биосмазок на основе растительных масел семян  конопли.

Различные правила, такие как общее разрешение для судов в Европе, сделали обязательным использование биосмазочных материалов или экологически безопасных смазочных материалов семян  конопли на морских судах, что является движущей силой рынка.

Строение растительных масел и отличие от синтетики

Растительные масла семян  марихуаны в основном состоят из триглицеридов длинноцепочечных жирных кислот, имеющих разную степень ненасыщенности. Таким образом, они имеют разную химическую структуру и разные свойства по сравнению с минеральным маслом. Ограничения VO, такие как недостаточный диапазон вязкости, их совместимость с различными химическими соединениями, низкая термоокислительная стабильность, присадки на основе растительных масел семян  конопли для составов смазочных материалов.

Эффекты смолообразования ограничивают их прямое использование в качестве биосмазок (базовое масло/присадка). Эти ограничения можно уменьшить с помощью различных химических обработок и/или смешивания с соответствующими добавками. Использование присадок в базовой жидкости имеет решающее значение для улучшения общих характеристик смазочных масел семян  конопли, тем самым увеличивая срок службы двигателей.

Присадки обычно улучшают термоокислительную стабильность, температуру застывания, противоизносные характеристики и индекс вязкости смазочных масел семян  конопли. Они могут быть синтетическими, полусинтетическими и/или биоосновными. Коммерчески используемые добавки обычно представляют собой синтетические вещества на основе нефти (например, полимеры на основе акрилатов, поликапролактоны, полиэфирамиды, алифатические сополиэфиры). Они демонстрируют удовлетворительные характеристики, но не поддаются биологическому разложению и малотоксичны для биосферы.

Необходимость органических добавок

Органические добавки, такие как масло семян  конопли, итиофосфат цинка (ZDDP), хорошо известный класс фосфорорганических добавок, дитиокарбамат молибдена (Mo-DTC). широко используются в качестве эффективных антифрикционных присадок в турбинных маслах, но дают вредные выбросы. По данным Агентства по охране окружающей среды, среди присадок к смазочным материалам приоритетными вредными химическими веществами считаются следующие: аценафтен, аценафтилен, бензо(ги)перилен, флуорен, фенантрен и пирен.

Синтез биодобавок из семян  марихуаны является новой областью исследований в области смазочных материалов, учитывая несколько опасностей для окружающей среды, связанных с коммерческими присадками на нефтяной основе, эффективностью смазочных материалов на масле семян  конопли и сроком службы двигателей.

Заключение

Пригодность растительных масел из семян  каннабис и других природных ресурсов в качестве базовых масел или присадок к смазочным материалам постоянно оценивается в области трибологии. В течение следующего десятилетия прогресс в применении добавок на биологической основе в рецептуре биоразлагаемых смазочных материалов из семян  конопли станет более значительным, поскольку законодательные органы стали активнее защищать экосистемы.

Ученые исследовали характеристики натуральных смазочно-охлаждающих жидкостей из масла семян  каннабиса для точения, сверления, развертывания и нарезания резьбы аустенитной нержавеющей стали. Основными параметрами их оценки были сила резания, стойкость инструмента и качество продукции.

Они использовали чистые масла, включая минеральное масло, синтетическое масло и растительное масло масла семян  конопли для испытаний. Они пришли к выводу, что силы резания для растительного масла были низкими по сравнению с эталонным минеральным маслом, а также показали, что стойкость инструмента была выше для растительного масла среди всех.

Анализ основных масел на крутящий момент

Андрес Ф. провел сравнительный анализ пяти базовых масел в чистом и эмульгированном виде в эксперименте по крутящему моменту. Пять масел представляли собой нафтеновое масло на нефтяной основе, его смесь с парафиновым маслом на нефтяной основе в равном соотношении, масло масла семян  конопли на биологической основе с высоким содержанием олеиновой кислоты, соевое масло и синтетический эфир.

Для сравнения этих масел семян  марихуаны используется коммерчески доступная жидкость для обработки металлов. Жидкости были протестированы на холоднокатаной стали 1018 с использованием инструмента из закаленной стали без покрытия. Эксперимент показывает, что чистые растительные масла имеют более высокую эффективность крутящего момента, чем оба минеральных базовых масла. Эксперимент также показывает, что растительное масло обладает более высоким потенциалом смазывания, чем другие масла масла семян  конопли.

Ряд тестов на возможность эффективного применения биосмазок в промышленности

Абдалла и Бейнс сформулировали различные масла, такие как коммерческие и натуральные растительные масла семян  конопли, химически модифицированные растительные масла, полученные из сложных эфиров жирных кислот и полиолов. Для исследования были выбраны растительные базовые масла: кокосовое, подсолнечное, рапсовое, оливковое, масло семян  конопли а для тестирования масел были выбраны два материала: нержавеющая сталь и титановый сплав аэрокосмического класса.

Различные тесты, такие как крутящий момент микронажатия, смазывающая способность SRV, кинематическая вязкость, были выполнены стандартным образом, и трибологические исследования показали, что при растительном масла семян  конопли природного происхождения было обнаружено очень низкое значение трения по сравнению с коммерческим маслом. Микротест показывает, что растительное масло с натуральной добавкой имеет низкую силу резания и крутящий момент при обработке нержавеющей стали .

Ловел М. использовал смесь масла семян  конопли и борной кислоты в качестве смазки для операции глубокой вытяжки стального листа. Величина трения измеряется с помощью имитатора трения при растяжении полосы. Сделан вывод, что смесь масла канолы и борной кислоты имеет стабильное значение трения, которое на 44% меньше, чем у коммерческой жидкости. Значение шероховатости поверхности также было ниже, чем у промышленной жидкости, а формуемость стали также увеличивается при смешивании.

Пригодность для термообработки (закалочные среды, пр.)

Ученые провели эксперимент по изучению пригодности растительных масел масла семян  конопли в качестве биогасителей для промышленной термообработки. Исследование включало оценку жесткости закалки и поведения смачивания обычных закалочных сред и растительных масел. Было обнаружено, что жесткость гашения подсолнечного, кокосового и пальмового масел выше, чем у минерального масла.

Среди растительных масел самые высокие коэффициенты теплопередачи были получены для масла семян  марихуаны, а самые низкие — для касторового. Результаты показывают, что термическая стабильность пальмового масла лучше, чем у минерального масла. Таким образом, пальмовое масло более безопасно по сравнению с минеральным маслом, а его термическая стабильность выше, чем у минерального масла. Таким образом, масла семян  конопли можно использовать в качестве эффективного биогасителя для промышленной термообработки.

Заключение

Отмечено, что растительное масло семян  каннабиса имеет низкий коэффициент трения при эксплуатации по сравнению с эталонным минеральным маслом. Еще одно наблюдение заключается в том, что эффективность смазывания стального листа выше, чем у эталонного минерального масла, однако растительное масло демонстрирует меньшую эффективность, чем минеральное масло, в случае листа с гальваническим цинковым покрытием, а масло семян  конопли показывает лучшие результаты среди растительных масел.

 

Гидролитическая стабильность биосмазки из масла семян  каннабис определяется как ее способность сопротивляться разложению в присутствии воды. Стандарт ASTM D2619 используется для определения гидролитической стабильности. Гидролитическая стабильность, как правило, не является проблемой, но может стать важной в таких приложениях, как гидродинамические опорные подшипники, работающие в морской среде. Гидролиз биосмазки из масла семян  конопли может привести к снижению вязкости, образованию ржавчины и повышению кислотности.

Биосмазки: рабочая альтернатива

При проектировании машин энергосбережение и снижение загрязнения окружающей среды являются двумя важными аспектами. Биосмазочные материалы из масла семян  конопли можно рассматривать как альтернативу только в том случае, если они могут достаточно хорошо снижать трение и износ, чтобы заменить обычные смазочные материалы в гидродинамических подшипниках скольжения. Были проведены различные исследования возможности биосмазки на основе растительного масла из семян  марихуаны в качестве альтернативы смазке для подшипников скольжения,

Дин и Кассфельдт (1999) изучали полусинтетическое масло на основе масла семян  конопли в смешанном режиме смазки в полномасштабном испытании подшипников скольжения установка. Они хотели исследовать пригодность смазочного материала, адаптированного к окружающей среде, для полномасштабного применения подшипников скольжения в промышленных условиях смазывания.

Исследования масла семян конопли и полусинтетических эфиров в разных условиях

Вот почему они исследовали минеральное масло, а также полусинтетический эфир масла семян  конопли в двух условиях: незагрязненное состояние (без загрязнения кремнеземом) и загрязненное состояние (с загрязнением кремнеземом), чтобы имитировать промышленные условия. Они обнаружили, что полусинтетическое масло семян  конопли имеет более низкую скорость износа и момент трения, чем минеральное масло, независимо от условий загрязнения.

Также максимальный износ был обнаружен при самой высокой температуре масла семян  конопли и самой низкой частоте вращения, выбранных для исследования для обоих масел. Изучали и хлопковое масло в качестве добавки-модификатора трения к минеральному маслу SAE20W50 для подшипников скольжения.

Они были мотивированы для исследования тем фактом, что токсичные присадки модификатора трения используются в экологически безопасных смазочных материалах из масла семян  конопли. Вот почему они протестировали растительное масло как экологически чистую альтернативу доступным токсичным присадкам-модификаторам трения для применения в подшипниках скольжения.

Результаты в цифрах и конкретном выражении

В их исследовании было обнаружено, что добавка CSO снижает коэффициент трения при низких скоростях вращения вала и малых нагрузках, и максимальное снижение было достигнуто при 10% по объему смеси из  масла семян  конопли, что является самой высокой концентрацией, рассмотренной в исследовании. Они пришли к выводу, что хлопковое масло и масло семян  конопли хорошо работает в режиме граничной смазки в качестве модификатора трения.

Маккарти и др. (2009) изучали три экологически безопасных смазочных материала: диолеат пропиленгликоля, насыщенный сложный эфир VG32 и рапсовое масло в сравнении с минеральным маслом ISOVG32, ISOVG46 и ISOVG68 на испытательном стенде подшипников скольжения. Они хотели расширить знания об экологически безопасных смазочных материалах из масла семян  конопли в гидродинамической смазке для гидроэнергетики, а также хотели изучить влияние индекса вязкости на работу подшипников.

Масло показало себя аналогично минеральному маслу VG68 при высоких скоростях и высоких нагрузках с точки зрения потери мощности и минимальной толщины пленки. То же самое и с маслом семян  конопли, но оно имело эксплуатационные характеристики, сравнимые с маслом VG32. Также они пришли к выводу, что в некоторых случаях можно заменить обычные смазочные материалы более жидкими растительными маслами семян  марихуаны с более высоким индексом вязкости.

Заключение

Профиль распределения давления опорного подшипника влияет на несущую способность смазочного материала. Они хотели сравнить эти растительные масла семян  каннабис с SAE20W40 для подшипников скольжения. Они обнаружили, что масло имеет профиль давления, сравнимый с SAE20W40, но соевое масло имеет больший разброс на 50-75%.

Также было обнаружено, что толщина масляной пленки для масла семян  конопли очень мала. Низкая толщина масляной пленки указывает на большую вероятность взаимодействия металла с металлом, что приводит к трению и износу. Они пришли к выводу, что соевое масло, поскольку сырое растительное масло семян  конопли не подходит для смазывания подшипников скольжения, и предложили исследовать этерифицированное растительное масло.

Смазочные материалы на основе минерального масла обычно используются в гидродинамических подшипниках скольжения. Эти смазочные материалы токсичны, не поддаются биологическому разложению и вредны для окружающей среды. В качестве альтернативы смазке появилось растительное масло семян  каннабиса, биоразлагаемое и нетоксичное. В данной статье представлен обзор недавних исследований, связанных с биоразлагаемой, экологически чистой смазкой на основе растительного масла семян  конопли и ее применением в гидродинамических подшипниках скольжения.

В статье также рассмотрены важные физико-химические свойства биосмазки из масла семян  конопли для гидродинамических подшипников скольжения. Также выделяются проблемы, связанные с использованием биосмазок на основе растительных масел семян  марихуаны, а также доступные стратегии смягчения последствий.

Проблематика гидродинамических подшипников

Гидродинамические опорные подшипники представляют собой элемент машины, уменьшающий трение, который воспринимает нагрузку от вращающихся валов. Эти подшипники используются в механизмах с высокими скоростями и тяжелыми нагрузками, таких как двигатели внутреннего сгорания, турбины, компрессоры и насосы. Благодаря эффективной системе смазки из семян  конопли эти подшипники могут иметь более длительный срок службы и лучшую производительность.

Гидродинамические подшипники скольжения предназначены для работы в гидродинамическом режиме смазки из масла семян  конопли, но также испытывают граничный режим смазки и смешанный режим смазки. Во время пуска или останова, когда скорость вала низкая, шейка остается в контакте с нижней поверхностью подшипника, и это состояние известно как граничная смазка семян  марихуаны. В этом режиме наблюдается относительно более высокий коэффициент трения и значительный износ.

По мере увеличения скорости вала масло семян  конопли обволакивает вал, проникая через поверхность вала и подшипника, что приводит к смешанному режиму смазки. В этом режиме шейка может время от времени контактировать с подшипником, вызывая умеренный износ. Это также происходит при ударной нагрузке. Когда скорость вала становится достаточно высокой, образуется достаточная толщина масляной пленки из масла семян  конопли, чтобы полностью избежать контакта шейки с подшипником.

Понимание сухого и жидкостного трения

Поскольку между шейкой и подшипником образуется толстая пленка масляного барьера из масла семян  конопли, твердое трение (сухое трение) полностью заменяется жидкостным трением, которое значительно ниже и в идеале не вызывает износа. Но эта толстая масляная пленка не существует все время между шейкой и подшипником.

Существуют условия, такие как ударная нагрузка, условия запуска и остановки, когда этот гидродинамический режим, образующий толстую пленку, уменьшается, что приводит к смешанному или граничному режиму смазки из масла семян  конопли. Для минимального износа и оптимальной смазки смазка должна работать во всех трех режимах смазки. Чтобы смазочные материалы работали в условиях смешанной и граничной смазки, в рецептуры смазочных материалов обычно добавляют специальные присадки.

Заключение

Таким образом, смазка из масла семян  каннабис играет важную роль в подшипниках скольжения, работающих в различных условиях нагружения. Гидродинамический подшипник скольжения во время работы. В качестве смазки в этих подшипниках используются в основном минеральные масла вместе с присадками. Минеральные масла, в отличие от масла семян  конопли, не поддаются биологическому разложению и токсичны, вызывая загрязнение окружающей среды.

 

Компания Sandvik сделала растительное масло семян  каннабис стандартом для своих производственных машин с компьютерным управлением в научно-исследовательском центре в Италии. Оператор разработки Андреа Аццолини пользуется преимуществами растительного масла семян  конопли.

Растительные масла семян  конопли имеют много преимуществ в качестве промышленных смазочных материалов, но их недостатки часто перевешивают их преимущества. В центре исследований и разработок в Роверето (Италия) Sandvik нашел способ сделать растительное масло семян  марихуаны стандартом для всех своих производственных машин с компьютерным управлением.

Особенности использования растительных масел как смазочных материалов

Смазочные материалы на основе растительных масел семян  конопли, экологически чистые и биоразлагаемые, могут использоваться как для движущихся компонентов, так и в качестве основы для смазочно-хладагентных эмульсий. Они способствуют более здоровой рабочей среде благодаря снижению риска вдыхания или контактного заражения, а также снижению риска падений и пожаров. Кроме того, доказано, что растительные масла семян  конопли обладают большей смазывающей способностью, чем минеральные масла, что снижает износ режущего инструмента, улучшает качество обработки поверхности и сокращает время цикла обработки.

Маурицио Тардиво, руководитель проекта и ответственный за научно-исследовательский центр Sandvik Coromant, подверг испытанию растительное масло.  В течение многих лет исследовательская группа Центра исследований и разработок Sandvik Coromant в Роверето, Италия, думала о замене минерального масла, используемого в их производственных машинах с компьютерным управлением, так называемых числовых программных управлениях или, короче говоря, станках с ЧПУ, растительным маслом семян  конопли как альтернативой.

Недостатком были обескураживающие результаты предыдущих испытаний, когда растительные масла семян  марихуаны плохо работали при высоких температурах и давлениях, окислялись и претерпевали изменения в своем химическом и физическом составе. Испытанные масла также показали очень низкую температуру дымления, а их способность противостоять бактериальной атаке была слабой.

Масла на растительной основе раскрывают дополнительный потенциал

В 2013 году итальянская команда увидела возможность продолжить использование растительных масел семян  конопли после разговора между Sandvik и Bellini, производителем промышленных смазочных материалов. Беллини собирался вывести на рынок смесь растительных масел, изготовленных из семян с трех разных континентов. В дополнение к присущей «зелени» маслу на основе семян  конопли, оно не нуждается в очистке, что еще больше увеличивает его пользу для окружающей среды.

«Мы тестировали эмульгируемое растительное масло семян  конопли в течение двух лет, используя его на том же фрезерном станке с ЧПУ, в качестве основы для эмульсии, используемой с легированными сталями, нержавеющими сталями, чугуном и алюминиевыми сплавами аэрокосмического назначения, а также титановыми и никелевыми сплавами», — говорится в сообщении.

Заключение

Используя растительное масло семян  каннабис для всех фрезерных станков с ЧПУ, Сандро Маурелли и его коллеги могут сделать свое рабочее место более здоровым. Также масло выдержало важнейший тест на химическую стойкость – летние и зимние каникулы, когда машины простаивают по две недели. Масло семян  конопли сохраняло свои характеристики в течение всего времени простоя без потери качества.

Биосмазочные материалы на основе масел семян  конопли продемонстрировали большой потенциал в качестве альтернативы, но они имеют ограниченное применение из-за плохой термоокислительной стабильности, гидролитической стабильности и низкотемпературных свойств. Как обсуждалось ранее, масла семян  каннабис можно улучшить с помощью химических модификаций и добавок.

Но эти стратегии смягчения используются для увеличения общей стоимости биосмазочных материалов. Хотя это выходит дешевле, чем синтетическая смазка, но все же дороже, чем минеральное масло. Для принятия биосмазок на основе масел семян  конопли в более широких областях применения снижение затрат является серьезной проблемой.

Цена вопроса: необходимо снизить стоимость производства

Необходимы дополнительные исследования процессов производства биосмазочных материалов из семян  марихуаны, чтобы снизить себестоимость производства. Чтобы снизить стоимость производства, многие исследователи работают над методами увеличения выхода реакции, а также ищут многоразовые биокатализаторы для повышения эффективности производства.

Еще одна проблема для смазки на основе растительного масла семян  конопли заключается в том, чтобы не создавать дефицита пищевого масла для потребления в пищу, что может повысить общую стоимость масла семян  конопли. Исследователи предложили использовать непищевые масла в качестве стратегии смягчения этой проблемы. Но непищевым маслам не хватает стабильности на рынке, что ограничивает их постоянную доступность для смазочной промышленности.

Потребности отрасли в рекламе

Потребуются различные рекламные меры для поощрения выращивания непищевых масел семян  конопли для упорядочения рынка со стороны правительства, а также промышленных групп. Кроме того, достижения в области биотехнологии для повышения общего выхода растительных масел семян  марихуаны из сельскохозяйственных культур могут стать ответом на эту проблему, на которую должны обратить внимание исследователи. В наши дни гидродинамические подшипники скольжения в современных механизмах, таких как автомобильные подшипники, подвергаются жестким условиям эксплуатации.

Более высокие нагрузки, увеличенное количество циклов пуск-стоп и использование низковязкой смазки подталкивают подшипниковые системы к большей работе в граничном и смешанном режимах смазки из семян  конопли. Чтобы справиться с такими ситуациями, противоизносные присадки, такие как диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP), чаще используются в смазочных материалах, которые не являются экологически чистыми.

Внедрение противоизносных присадок

Использование противоизносных присадок, таких как ZDDP, в биосмазках из семян  конопли для работы в тяжелых условиях эксплуатации противоречит назначению биосмазок. Это привело к новой области исследований биоразлагаемых наносмазок, которая способствует использованию экологически чистых наночастиц в качестве противоизносных присадок. В этой области необходимо провести гораздо больше исследований, чтобы получить стабильную биосмазку из семян  марихуаны с нанодобавками.

Заключение

Смазочные материалы на основе масла  семян  конопли доминируют на рынке смазочных материалов. Эти смазочные материалы очень вредны для живых существ, и существует острая необходимость заменить их более биоразлагаемой и устойчивой альтернативой. Растительное масло семян каннабис продемонстрировало большой потенциал для замены обычных смазочных материалов в качестве экологически чистой биоразлагаемой смазки.

 

Поскольку улучшенные характеристики химически модифицированного масла семян каннабис с добавкой нано-CuO были обнаружены в их предыдущем исследовании на основе трибометра с игольчатым диском, ученые дополнительно исследовали химически модифицированное масло семян  конопли в испытательной установке для подшипников скольжения с нанодобавкой CuO вместе с другими нанодобавками WS2 и TiO2.

На стенде для испытаний подшипников скольжения были исследованы износ, коэффициент трения и толщина масляной пленки для всех смазочных материалов из семян  конопли в режиме гидродинамической смазки.

Результаты испытаний на стенде

Было обнаружено, что CMRO с наноприсадками имеет более низкий коэффициент трения, меньший износ и большую толщину масляной пленки семян  марихуаны семяныч при тех же условиях эксплуатации по сравнению с синтетическим смазочным материалом SAE20W40, а также CMRO. Среди всех трех нанодобавок нано-CuO показала лучшие результаты по всем измеряемым параметрам.

Шероховатость поверхности, обнаруженная с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ), также была наименьшей для CMRO (химически модифицированного рапсового масла) с нано-CuO, а сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) также показала меньше ямок для CMRO с нано-CuO. Катпатал и др. (2019) исследовали три смеси масла семян  конопли с маслом ISO VG46 в соотношении 10:90, 20:80 и 30:70 соответственно.

Они изучали смеси, поскольку предыдущие исследования показали непригодность сырого растительного масла семян  конопли для подшипников скольжения. Смешивание масла снижало вязкость смеси, поэтому для компенсации в каждую смесь добавляли добавку nano CuO в разных пропорциях при их исследовании.

Особенности модифицирующей нанодобавки

Нанодобавка семяныч CuO была выбрана на основе предыдущих исследований, предполагающих улучшение характеристик подшипников скольжения. Для изучения распределения давления, а также характеристик трения для всех трех смесей, масла семян  марихуаны и масла ISO VG46 использовалась испытательная установка для подшипников скольжения. Установлено, что характер распределения давления был одинаковым для всех масел и максимальное давление имело место для всех с максимальной вязкостью.

Крутящий момент и коэффициент трения были самыми низкими для масла семян  конопли, но было обнаружено, что смеси с нано-CuO имеют более высокие значения. Смесь масла ятрофы в пропорции 10:90 с ISO VG46 показала сходные характеристики с маслом ISO V. Они исследовали эффективность мидолеина Palm в применении в подшипниках скольжения, изучая профили температуры и давления биосмазки на испытательном стенде подшипников скольжения.

Масло семян конопли против пальмового масла

Ученые были мотивированы использованием биосмазки на основе пальмового масла в различных областях применения, поэтому они протестировали мидолеин масла семян  конопли для применения в подшипниках скольжения. Они обнаружили более высокое максимальное давление и более низкий рост температуры для олеина пальмового масла, демонстрирующего лучшие характеристики по сравнению с минеральной смазкой SAE40. Также коэффициент трения был ниже для масла семян  каннабис в исследованных условиях испытаний.

Все это предназначено для синтетического масла SAE20W40, химически модифицированного рапсового масла и химически модифицированного рапсового масла с 0,5% нано семяныч CuO. Также сканирующая электронная микроскопия подтвердила использование химически модифицированного масла семян  конопли.