فعال‌سازی اسیدی بنتونیت طبیعی برای بهبود عملکرد سایشی و حرارتی در فرمول‌بندی گریس‌های غیرصابونی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 دانشجو، گروه طراحی فرایند، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار، گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد،گروه طراحی فرایند، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده
موضوع تحقیق: گریس‌های غیرصابونی مبتنی بر بنتونیت به‌دلیل خواصی مانند پایداری حرارتی بالا و مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی، گزینه‌ای مناسب برای روانکاری در صنایع مختلف به‌شمار می‌روند. بااین‌حال، محدودیت‌هایی در ساختار طبیعی بنتونیت وجود دارد که عملکرد آن را در کاربردهای روانکاری کاهش می‌دهد. فعال‌سازی اسیدی یکی از روش‌های مؤثر برای بهبود این ویژگی‌هاست.
روش تحقیق: در این مطالعه، بنتونیت ایرانی با اسیدسولفوریک در دو غلظت (0.25 و 3 مولار) فعال‌سازی و به‌عنوان تغلیظ‌کننده با روغن پایه SN180 ترکیب شد. نمونه‌های سنتزشده با آزمون‌های FTIR، XRF، FESEM، سایش چهار ساچمه (ASTM D2266) و نقطه قطره‌ای‌شدن (ASTM D2265) مورد ارزیابی قرار گرفتند.
نتایج اصلی: نتایج FTIR و XRF نشان داد که فعال‌سازی اسیدی منجر به کاهش آلومینیوم، کاهش آب ساختاری و افزایش محتوای سیلیس در بنتونیت شد. تصاویر FESEM افزایش تخلخل و ناهمگنی سطحی را در نتیجه فعال‌سازی اسیدی تأیید کردند. آزمون چهار ساچمه نشان داد که گریس حاوی بنتونیت فعال‌شده با اسید 0.25 مولار، عملکرد ضدسایشی بهتری نسبت به سایر نمونه‌ها دارد، درحالی‌که نمونه با اسید 3 مولار به‌دلیل تخریب ساختار، عملکرد ضعیف‌تری از خود نشان داد. تمامی نمونه‌ها نیز در آزمون نقطه قطره‌ای‌شدن، پایداری حرارتی قابل‌قبولی (بیش از 272 درجه سانتی‌گراد) داشتند. این یافته‌ها نشان می‌دهند که انتخاب غلظت مناسب در فرایند فعال‌سازی اسیدی، نقش تعیین‌کننده‌ای در بهینه‌سازی خواص ساختاری و عملکردی گریس‌های غیرصابونی ایفا می‌کند.


 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Acid Activation of Natural Bentonite for Enhanced Tribological and Thermal Performance in Non-soap Grease Formulations

نویسندگان English

Mohamadreza Salehi 1
Mehdi Mohseni 2
ramin Karimzadeh 3
1 Student, Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Assistant professor, Department of Mining Engineering, Faculty of Engineering & Technology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده English

Research subject: Non-soap-based greases formulated with bentonite are widely considered suitable lubricants for demanding industrial applications due to their high thermal stability and resistance to harsh environmental conditions. However, the inherent structure of natural bentonite can limit its lubrication performance. Acid activation is one of the effective strategies to enhance its functional properties.
Research approach: In this study, Iranian bentonite was activated using sulfuric acid at two concentrations (0.25 M and 3 M) and then incorporated as a thickening agent with SN180 base oil. The synthesized grease samples were evaluated using FTIR, XRF, FESEM, Four-Ball Wear Test (ASTM D2266), and Dropping Point Test (ASTM D2265).
Main results: The FTIR and XRF results indicated that acid activation reduced aluminum and structural water content while increasing the silica content in bentonite. FESEM images confirmed increased porosity and surface heterogeneity as a result of acid treatment. The four-ball wear test showed that the grease containing bentonite activated with 0.25 M acid exhibited superior anti-wear performance compared to other samples, whereas the 3 M acid-treated sample demonstrated weaker performance due to structural degradation. All samples showed acceptable thermal performance in the dropping point test, with values exceeding 272 °C. These findings suggest that the proper control of acid activation conditions plays a crucial role in optimizing the structural and functional properties of non-soap-based greases.

 

کلیدواژه‌ها English

Non-soap grease
Bentonite
Acid activation
Lubrication properties
Friction

  • تاریخ دریافت 11 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 15 آبان 1404
  • تاریخ اولین انتشار 15 آبان 1404
  • تاریخ انتشار 01 تیر 1404