二硫化鎢分散穩定性提高方法

二硫化鎢超細顆粒由于具有密度較高以及尺寸小、比表面積大、比表面能高的特點，而常表現出很强的團聚現象，從而限制了其在潤滑油中的應用。爲此，科學家表示可以采用超聲分散、機械攪拌分散和顆粒表面修飾三者相結合的方式來提高該超細粉末在液體介質中的分散穩定性。

1、分散條件

（1）配製出一種性能優良的基礎油，其性能參數爲：傾點溫度−17℃，閃點溫度290℃，燃點溫度310℃，銅片腐蝕性1級，密度890/kg/m3，粘度指數140，在40 ℃下，運動粘度82.55爲mm2/s，在100 ℃下，運動粘度爲13.65 mm2/s。潤滑油的運動粘度不同會導致固體顆粒在不同潤滑油中的分散穩定性不同。

（2）表面修飾劑的測試。考慮到對該超細顆粒進行表面修飾是處于强超聲波的作用下，其表面修飾劑結構可能會發生改變，所以研究者就對其進行表徵。研究表明：强超聲波幷不會引起表面修飾劑結構的變化，從而不會影響其性能。

（3）分散設備工藝參數的選擇。根據相關研究，超聲波在低頻時易于産生空化作用，高頻時易于産生共振作用，因此，分散設備應采用低頻高功率超聲波（頻率爲20kHz，功率爲200W）。 

2、分散步驟

（1）將納米二硫化鎢顆粒、表面修飾劑按一定比例混合裝入料斗，開啓裝置，作用一定時間後即得到表面修飾後的納米WS2顆粒；

（2）取出物料幷清洗料斗後，將表面修飾後的納米WS2顆粒與基礎油按質量比1:99 裝入料斗，開啓裝置，處理一定時間後即可得到均勻分散的納米二硫化鎢潤滑油。

3、分散效果的表徵與分析

（1）表面修飾劑用量對顆粒分散穩定性的影響：隨著表面修飾劑和WS2顆粒質量比的增大，顆粒在潤滑油中的穩定時間先增大後降低，在質量比達到0.4時，穩定時間最長。這主要是因爲隨著表面修飾劑用量的增大，納米WS2顆粒表面逐漸被修飾，從而阻止了顆粒間的團聚，使得顆粒在潤滑油的分散穩定性提高；而當表面修飾劑用量超過一定值時，表面修飾劑過剩造成絮凝，從而使得顆粒團聚加劇。因此，在對納米WS2顆粒進行表面修飾時，表面修飾劑與納米WS2顆粒的質量比爲0.4~0.5最佳。

（2）引入超聲分散與機械攪拌處理對顆粒分散穩定性的影響：未經處理時，潤滑油中懸浮顆粒的平均粒度達10µm，表明WS2顆粒發生了明顯的團聚；但隨著處理時間的增加，懸浮顆粒的平均粒度明顯减小，5.5h後平均粒度達到了1µm以下，表明超聲波與機械攪拌使納米二硫化鎢顆粒的團聚由大變小，且其最小團聚粒度甚至接近于原生顆粒粒度。納米WS2顆粒團聚體粒度的顯著减小極大地提高了其在潤滑油中的分散穩定性。

（3）納米二硫化鎢顆粒在潤滑油中的分散情况：未經任何處理的WS2顆粒直接加入潤滑油中後出現許多大的團聚體，而在機械攪拌作用下，經表面修飾劑修飾後的顆粒在潤滑油中雖然沒有形成大的團聚體，但仍有許多較明顯的團聚體，這主要是由于機械攪拌幷沒有使團聚體明顯解團聚，表面修飾劑只是修飾了那些具有較大粒度的二次團聚體，而引入超聲波後，超聲波的空化作用能産生局部高溫高壓，打破顆粒團聚，團聚體粒度明顯减小，再經表面修飾劑修飾後，納米二硫化鎢顆粒均勻分散在潤滑油中。

總的來說，在機械攪拌和超聲波共同作用下，采用表面修飾劑對納米二硫化鎢顆粒進行表面修飾，可使納米WS2顆粒均勻且穩定地分散在潤滑油中。

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