شحم (مادة تشحيم)
الشحم هو مادة تشحيم صلبة أو شبه صلبة تتشكل نتيجة تشتت عوامل التثخين في مادة تشحيم سائلة. تتكون الشحم عمومًا من صابون ممزوج بزيت معدني أو نباتي .
من السمات المشتركة للشحوم أنها تمتلك لزوجة أولية عالية ، والتي عند تطبيق القص، تنخفض لإعطاء تأثير محمل مشحم بالزيت بنفس لزوجة الزيت الأساسي المستخدم في الشحم. يسمى هذا التغيير في اللزوجة ترقق القص . يستخدم الشحم أحيانًا لوصف مواد التشحيم التي هي ببساطة مواد صلبة ناعمة أو سوائل عالية اللزوجة، لكن هذه المواد لا تظهر خصائص ترقق القص المميزة للشحوم الكلاسيكية. على سبيل المثال، لا يتم تصنيف الفازلين بشكل عام على أنه شحوم.
يتم استخدام الشحوم في الآليات التي لا يمكن تشحيمها إلا نادرًا حيث لا يبقى زيت التشحيم في مكانه. كما تعمل الشحوم كمواد مانعة للتسرب لمنع دخول الماء والمواد غير القابلة للضغط. تتمتع المحامل التي يتم تشحيمها بالشحوم بخصائص احتكاكية أكبر بسبب لزوجتها العالية.
ملكيات
يتكون الشحم الحقيقي من زيت أو مادة تشحيم سائلة أخرى ممزوجة بمكثف، عادةً صابون ، لتكوين مادة صلبة أو شبه صلبة. [1] عادةً ما تكون الشحوم عبارة عن سوائل مخففة بالقص أو شبه بلاستيكية ، مما يعني أن لزوجة السائل تقل تحت ضغط القص . بعد تطبيق قوة كافية لقص الشحم، تنخفض اللزوجة وتقترب من لزوجة مادة التشحيم الأساسية، مثل الزيت المعدني. يعني هذا الانخفاض المفاجئ في قوة القص أن الشحم يُعتبر سائلًا بلاستيكيًا، كما أن تقليل قوة القص بمرور الوقت يجعله ثيكسوتروبيًا . بعض الشحوم هي ريوتروبي، مما يعني أنها تصبح أكثر لزوجة عند العمل عليها. [2] غالبًا ما يتم تطبيق الشحم باستخدام مسدس شحم ، والذي يطبق الشحم على الجزء الذي يتم تشحيمه تحت الضغط، مما يجبر الشحم الصلب على الدخول إلى الفراغات الموجودة في الجزء.
مكثفات
الصابون هو عامل الاستحلاب الأكثر شيوعًا المستخدم ، ويتم تحديد اختيار نوع الصابون حسب التطبيق. [3] تشمل الصابون ستيرات الكالسيوم وستيرات الصوديوم وستيرات الليثيوم ، بالإضافة إلى مخاليط من هذه المكونات. تُستخدم أيضًا مشتقات الأحماض الدهنية بخلاف الستيرات، وخاصة ستيرات الليثيوم 12-هيدروكسي . تؤثر طبيعة الصابون على مقاومة درجة الحرارة (المتعلقة باللزوجة) ومقاومة الماء والاستقرار الكيميائي للشحوم الناتجة. تعد سلفونات الكالسيوم والبولي يوريا من عوامل تكثيف الشحوم الشائعة بشكل متزايد والتي لا تعتمد على الصابون المعدني. [4] [5]
يمكن أيضًا استخدام المواد الصلبة المسحوقة كمكثفات، وخاصةً كطين ماص مثل البنتونيت . كما تم تحضير الشحوم الدهنية القائمة على الزيت باستخدام مكثفات أخرى، مثل القطران أو الجرافيت أو الميكا ، والتي تزيد أيضًا من متانة الشحوم. يتم عمومًا تكثيف الشحوم السيليكونية باستخدام السيليكا .
التقييم والتحليل الهندسي
الشحوم القائمة على الليثيوم هي الأكثر استخدامًا؛ تتمتع الشحوم القائمة على الصوديوم والليثيوم بنقطة انصهار ( نقطة تساقط ) أعلى من الشحوم القائمة على الكالسيوم ولكنها غير مقاومة لتأثير الماء . تتمتع الشحوم القائمة على الليثيوم بنقطة تساقط تتراوح بين 190 إلى 220 درجة مئوية (374 إلى 428 درجة فهرنهايت). ومع ذلك، فإن أقصى درجة حرارة صالحة للاستخدام للشحوم القائمة على الليثيوم هي 120 درجة مئوية.
يمكن تحديد كمية الشحوم في العينة في المختبر عن طريق الاستخلاص بالمذيب ثم التحديد الوزني على سبيل المثال. [6]
المواد المضافة
بعض الشحوم تحمل علامة "EP"، والتي تشير إلى " الضغط الشديد ". تحت الضغط العالي أو التحميل بالصدمات، يمكن ضغط الشحوم العادية إلى الحد الذي تتلامس فيه الأجزاء المدهونة جسديًا، مما يتسبب في الاحتكاك والتآكل. تتمتع شحوم EP بمقاومة متزايدة لانهيار الفيلم، وتشكل طبقات تضحية على سطح المعدن للحماية إذا تفكك الفيلم، أو تتضمن مواد تشحيم صلبة مثل الجرافيت أو ثنائي كبريتيد الموليبدينوم أو نتريد البورون السداسي (hBN) لتوفير الحماية حتى بدون أي شحم متبقي. [3]
تُضاف إضافات صلبة مثل مسحوق النحاس أو السيراميك (غالبًا hBN) إلى بعض الشحوم لتطبيقات الضغط العالي الساكن و/أو درجات الحرارة المرتفعة، أو حيث يمكن أن يمنع التآكل تفكيك المكونات لاحقًا في عمر خدمتها. تعمل هذه المركبات كعامل تحرير . [7] [8] لا يمكن استخدام الإضافات الصلبة في المحامل بسبب التفاوتات الضيقة. ستتسبب الإضافات الصلبة في زيادة تآكل المحامل. [ بحاجة لمصدر ]
تاريخ
يُعتقد أن الشحوم من العصور المصرية أو الرومانية المبكرة كانت تُحضَّر عن طريق الجمع بين الجير وزيت الزيتون . يُحوِّل الجير بعض الدهون الثلاثية التي يتكون منها الزيت إلى شحم كالسيوم. في منتصف القرن التاسع عشر، تمت إضافة الصابون عمدًا كمكثفات للزيوت. [9] على مر القرون، تم استخدام جميع أنواع المواد كشحوم. على سبيل المثال، تم استخدام الحلزون الأسود أريون آتر كشحم محاور لتزييت محاور الأشجار الخشبية أو العربات في السويد. [10]
التصنيف والمعايير
تم تطوير معيار ASTM D4950 "التصنيف القياسي والمواصفات لشحوم خدمة السيارات" بشكل مشترك من قبل ASTM International ومعهد الشحوم التشحيمية الوطني (NLGI) و SAE International ، وقد تم نشره لأول مرة في عام 1989 بواسطة ASTM International. يصنف هذا المعيار الشحوم المناسبة لتزييت مكونات الهيكل ومحامل العجلات في المركبات، بناءً على متطلبات الأداء، باستخدام الرموز المأخوذة من "نظام تصنيف خدمة الهيكل ومحامل العجلات" التابع لـ NLGI :
- LA وLB: زيوت تشحيم الهيكل (مناسبة للخدمة الخفيفة والشديدة على التوالي)
- GA وGB وGC: محامل العجلات (مناسبة لتحمل المهام الخفيفة والمتوسطة والشديدة على التوالي)
قد تتضمن فئة الأداء المحددة شحومًا ذات قوام مختلف. [11]
يتم التعبير عن مقياس اتساق الشحوم عادةً من خلال رقم اتساق NLGI .
تم إعادة إنتاج العناصر الرئيسية للمعيار ATSM D4950 وتصنيف الاتساق الخاص بـ NLGI ووصفها في المعيار SAE J310 "شحوم التشحيم للسيارات" الذي نشرته SAE International.
المعيار ISO 6743-9 "زيوت التشحيم والزيوت الصناعية والمنتجات ذات الصلة (الفئة L) - التصنيف - الجزء 9: العائلة X (الشحوم)" ، الذي أصدرته المنظمة الدولية للمعايير لأول مرة في عام 1987 ، ينشئ تصنيفًا تفصيليًا للشحوم المستخدمة في تزييت المعدات ومكونات الآلات والمركبات وما إلى ذلك. ويخصص رمزًا واحدًا متعدد الأجزاء لكل شحم بناءً على خصائصه التشغيلية (بما في ذلك نطاق درجة الحرارة وتأثيرات الماء والحمل وما إلى ذلك) ورقم اتساقه NLGI. [12]
أنواع أخرى
شحم السيليكون
شحم السيليكون هو عبارة عن زيت سيليكون يعتمد على مادة تسمى زيت السيليكون ، والذي يتم تكثيفه عادة باستخدام السيليكا المدخنة غير المتبلورة .
شحم قائم على الفلوروإيثر
البوليمرات الفلورية المحتوية على COC (الأثير) مع الفلور (F) المرتبط بالكربون. وهي أكثر مرونة وغالبًا ما تستخدم في البيئات الصعبة بسبب خمولها. ومن الأمثلة البارزة على ذلك فومبلين من إنتاج شركة سولفاي سوليكسيس وكريتوكس من إنتاج شركة دوبونت .
شحم المختبر
تُستخدم الشحوم القائمة على الأبيزون والسيليكون والفلوروإيثير بشكل شائع في المختبرات لتزييت صنابير الإغلاق ومفاصل الزجاج المطحون. يساعد الشحم في منع المفاصل من "التجمد"، فضلاً عن ضمان إحكام غلق أنظمة الفراغ العالي. تعتبر الشحوم القائمة على الأبيزون أو الهيدروكربونات المماثلة الأرخص والأكثر ملاءمة لتطبيقات الفراغ العالي. ومع ذلك، فإنها تذوب في العديد من المذيبات العضوية . تجعل هذه الجودة التنظيف باستخدام البنتان أو الهكسانات أمرًا تافهًا، ولكنها تؤدي أيضًا بسهولة إلى تلوث مخاليط التفاعل.
الشحوم القائمة على السيليكون أرخص من الشحوم القائمة على الفلوروإيثر. فهي خاملة نسبيًا ولا تؤثر عمومًا على التفاعلات، على الرغم من أن مخاليط التفاعل غالبًا ما تتلوث (يتم الكشف عنها من خلال الرنين المغناطيسي النووي بالقرب من δ 0 [13] ). لا يمكن إزالة الشحوم القائمة على السيليكون بسهولة باستخدام المذيبات، ولكن يمكن إزالتها بكفاءة عن طريق النقع في حمام أساسي.
الشحوم القائمة على الفلوروإيثير خاملة للعديد من المواد بما في ذلك المذيبات والأحماض والقواعد والمؤكسدات . ومع ذلك ، فهي باهظة الثمن ولا يمكن تنظيفها بسهولة.
شحم صالح للأكل
الشحوم الصالحة للأكل هي تلك الشحوم التي قد تتلامس مع الطعام وبالتالي يجب أن تكون آمنة للهضم. عادةً ما تكون الزيوت الأساسية للطعام عبارة عن بتروكيماويات منخفضة الكبريت وأقل سهولة في الأكسدة والاستحلاب. زيت أساسي آخر شائع الاستخدام من البولي ألفا أوليفين أيضًا. [ بحاجة لتوضيح ] لدى وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) ثلاث تسميات للطعام: H1 و H2 و H3. زيوت التشحيم H1 هي زيوت تشحيم صالحة للطعام تستخدم في بيئات معالجة الأغذية حيث توجد إمكانية ملامسة الطعام بشكل عرضي. زيوت التشحيم H2 هي زيوت تشحيم صناعية تستخدم في المعدات وأجزاء الآلات في المواقع التي لا يوجد فيها إمكانية للتلامس. زيوت التشحيم H3 هي زيوت تشحيم صالحة للطعام، وعادةً ما تكون زيوت صالحة للأكل، تستخدم لمنع الصدأ على الخطافات والعربات والمعدات المماثلة. [ بحاجة لمصدر ]
نظائر الشحوم القابلة للذوبان في الماء
في بعض الحالات، تكون التشحيم واللزوجة العالية للشحوم مرغوبة في المواقف التي تتطلب مواد غير سامة وغير زيتية. يُعد كربوكسي ميثيل السليلوز ، أو CMC، أحد المواد الشائعة المستخدمة لإنشاء نظير للشحوم قائم على الماء. يعمل CMC على تكثيف المحلول وإضافة تأثير تشحيم، وغالبًا ما تتم إضافة مواد تشحيم قائمة على السيليكون لمزيد من التشحيم. المثال الأكثر شيوعًا لهذا النوع من مواد التشحيم، المستخدم كمواد تشحيم جراحية وشخصية ، هو KY Jelly .
شحم الفلين
شحم الفلين هو مادة تشحيم تستخدم لتزييت الفلين، على سبيل المثال في الآلات الموسيقية الهوائية. وعادة ما يتم تطبيقه باستخدام أداة صغيرة تشبه مرطب الشفاه /أحمر الشفاه. [14]
انظر أيضا
مراجع
- ^ دريسل، ويلفريد (2014). "شحوم التشحيم". موسوعة زيوت التشحيم والتزييت . ص. 1076-1096. doi :10.1007/978-3-642-22647-2_16. ISBN 978-3-642-22646-5.
- ^ Les Horve (12 يونيو 1996). أختام العمود للتطبيقات الديناميكية. CRC Press. ص 449–. ISBN 978-1-4398-2255-5.
- ^ من تأليف ريتشارد إل. نيلين، محرر الهندسة (أبريل 2002). "الشحم: ما هو؛ كيف يعمل". الأجهزة الكهربائية . مؤرشف من الأصل في 2009-04-17 . تم الاسترجاع في 2008-10-23 .
{{cite journal}}:|author=له اسم عام ( مساعدة ) - ^ آرثر جيه كينز؛ روجر إف هايكوك؛ جون إي هيلير (2004). كتاب مرجعي لزيوت التشحيم للسيارات. جون وايلي وأولاده. ص 300-. ISBN 978-1-86058-471-8.
- ^ تان جين (25 يناير 2013). المواد الهندسية وتطبيقاتها. ترانس تيك للنشر المحدودة، ص 83-. ISBN 978-3-03813-994-2.
- ^ استخدام المواد المستنفدة للأوزون في المختبرات. TemaNord 2003:516. "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) في 2008-02-27 . تم استرجاعها في 2011-03-28 .
{{cite web}}:CS1 maint: نسخة مؤرشفة كعنوان ( رابط ) - ^ إيان أندرسون (20 أغسطس 2017). كيف تكون ماهرًا [لا يلزم وجود مؤخرة مشعرة]: بناء مهارات توفير المال في الأعمال اليدوية، وإنشاء منزل فريد من نوعه والعناية بأغراضك بشكل صحيح. handycrowd media. ص 204–. ISBN 978-82-93249-05-4.
- ^ "الشحم الخزفي". Powatec . تم الاسترجاع في 2020-11-15 .
- ^ Thorsten Bartels et al. "Lubricants and Lubrication" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim. doi :10.1002/14356007.a15_423
- ^ Svanberg I (2006). "الرخويات السوداء (Arion ater) كشحم: دراسة حالة للاستخدام التقني للبطنيات في السويد ما قبل الصناعة". مجلة الإثنوبيولوجيا . 26 (2): 299-309. doi : 10.2993/0278-0771(2006)26[299:BSAAAG]2.0.CO;2 . S2CID 62814828.
- ^ توتن، جورج إي.؛ ويستبروك، ستيفن آر.؛ شاه، راجيش جيه.، محررون (2003). دليل الوقود ومواد التشحيم: التكنولوجيا والخصائص والأداء والاختبار (المجلد 1). سلسلة "دليل ASTM"، المجلد 37 (الطبعة السابعة). ASTM International. ص 560. رقم ISBN 978-0-8031-2096-9.
- ^ راند، سالفاتوري جيه، محرر (2003). أهمية الاختبارات الخاصة بمنتجات البترول. سلسلة "دليل ASTM"، المجلد 1 (الطبعة السابعة). ASTM International. ص 166. ISBN 978-0-8031-2097-6.
- ^ Gottlieb, Hugo E.; Kotlyar, Vadim; Nudelman, Abraham (1997). "NMR Chemical Shifts of Common Laboratory Solvents as Trace Impurities". مجلة الكيمياء العضوية . 62 (21): 7512–7515. doi :10.1021/jo971176v. PMID 11671879.
- ^ "Cork Lubricants". مؤرشف من الأصل في 2017-10-07 . تم الاسترجاع 2017-03-25 .
تتضمن هذه المقالة نصًا من منشور أصبح الآن في المجال العام : Ward, Artemas (1911). "The Grocer's Encyclopedia". The Grocer's Encyclopedia .
روابط خارجية
- دليل تعريف وتطبيق الشحوم التابع لهيئة مهندسي الجيش الأمريكي (ملف PDF)
الموقع الجديد: انتقل إلى الصفحة الرئيسية لـ USACE > [المنشورات] > [أدلة المهندسين] > [EM 1110-2-1424 زيوت التشحيم والسوائل الهيدروليكية]
- دليل تعريف وتطبيق الشحوم التابع لهيئة مهندسي الجيش الأمريكي (ملف PDF)
- موسوعة البقال على الإنترنت.
- تم أرشفة Interflon USA في 2019-11-07 على موقع Wayback Machine
- أفضل الشحوم
