食品安全问题一直是人们关注的焦点,影响食品安全的因素众多,其中食品装备中润滑材料泄漏造成的污染是重要的原因之一。食品级润滑脂被广泛运用于轴承、链条和导轨等食品加工装备的关键传动部位,而润滑脂的润滑性能主要取决于所使用的添加剂。
鉴于食品级润滑脂安全性的保障,故在选择添加剂时,无毒、无害是首要考虑条件。食品级滑石粉作为一种食品添加剂,常用于食品助流和脱模;因其具有良好的润滑性能,其在摩擦学领域也有一定的应用,如将滑石粉涂覆在防护服上,以此减少COVID-19期间医护人员的皮肤损伤;此外,在润滑油中滑石粉具有优异的减摩性能,能够较好地降低铸铁设备的磨损。
巩龙飞等通过白油和稠化剂制备了复合铝基脂,并考察了食品级滑石粉质量分数对润滑脂摩擦学性能的影响,结果表明:
(1)滑石粉能够改善复合铝基润滑脂的热稳定性能,基础脂的外延分解温度明显低于含滑石粉的润滑脂;
(2)滑石粉能够改善复合铝基润滑脂的摩擦学性能,即改善改善摩擦过程的稳定性,降低摩擦系数和磨损体积;随着滑石粉质量分数的增加,摩擦系数和磨损体积经历了先降低后增加的变化,且在滑石粉的质量分数为1.0%时,平均摩擦系数和磨损体积最小;滑石粉在摩擦副表面能形成一层致密的润滑膜,部分滑石粉通过修补磨痕和微抛光发挥了有效的减摩抗磨作用;
(3)添加质量分数1.0%滑石粉的润滑脂最有可能被应用到食品装备等领域。
(4)滑石粉属于层状的硅酸盐,在摩擦过程中能吸附在摩擦副的表面,相当于“滑动轴承”进行滑移,从而达到减小摩擦和降低磨损的作用。
(5)从润滑脂的热稳定性能来看,当达到终止降解温度时,含滑石粉的润滑脂样品剩余重量高于基础脂,这是由于滑石粉主要成分是MgO和SiO2,其中SiO2的热稳定性较好,能改善其热稳定性能。由于在摩擦过程中易产生大量的热量,热稳定性较好的SiO2易停留在摩擦副的间隙。因钢盘表面粗糙度致使钢球与钢盘间的真实接触面积较小,在摩擦过程初期承受较高的接触应力,易产生较大的摩擦且在磨痕表面产生了沟壑,故一些滑石粉(主要是SiO2)在摩擦过程中能够修补磨痕表面产生的沟壑,进而增加摩擦副间的接触面积和减小摩擦副间的接触应力;同时,SiO2是常用的抛光材料,所以微量的SiO2能够在摩擦副表面产生微抛光效应,从而达到了减小摩擦和降低磨损的作用。
资料来源:《巩龙飞,钱善华,王韦,等.食品级滑石粉对复合铝基润滑脂摩擦学性能的影响[J].摩擦学学报:1-15[2021]》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
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