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우재구(Jaegu Woo),이동규(Dongkyu Lee),하기룡(KiRyong Ha) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.7
본 연구에서는 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스와 리튬 컴플렉스 그리스를 합성하고, 그리스의 일반 물성, 유변학적 특성 및 윤활성능을 비교하였다. 내열성 시험인 적점 시험에서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스의 열 안정성은 섭씨 300도 이상, 리튬 컴플렉스 그리스는 섭씨 245도로 측정되었다. 점도시험에서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스는 7.0 파스칼·초, 리튬 컴플렉스 그리스는 4.5 파스칼·초로 측정되었다. 따라서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스가 리튬 컴플렉스 그리스보다 내열성 및 점착성면에서 우수함을 확인하였다. 4-ball 내마모시험에서 칼슘 술폰산염 컴플럭스 그리스는 0.43 밀리미터, 리튬 컴플럭스 그리스는 0.85 밀리미터로 측정되었고, 4-ball 내하중성 시험에서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스는 620 킬로그램중, 리튬 컴플렉스 그리스는 125 킬로그램중 으로 측정되었다. 따라서, 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스가 리튬 컴플렉스 그리스보다 내마모성 및 내하중성에서 우수하였다. 위 시험결과로 고온 및 고하중의 윤활에서는 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스가 리튬 컴플렉스 그리스보다 더 효과적인 것을 알 수 있었다. In this study, we synthesized a calcium sulfonate complex grease and a lithium complex grease to investigate their physical, rheological and tribological properties. The thermal stability of the calcium sulfonate was higher than 300 ℃ and the lithium complex grease was 245 ℃ in the dropping point test. In the grease viscosity measurement, the calcium sulfonate complex grease was measured as 7.0 Pa·s and the lithium complex grease was as 4.5 Pa·s. Therefore, it was confirmed that the calcium sulfonate complex grease is superior to the lithium complex grease in terms of thermal stability and cohesiveness. In the 4-ball wear test, the calcium sulfonate complex grease was measured to be 0.43 ㎜ and the lithium complex grease to 0.85 ㎜. In the 4-ball extreme pressure test, calcium sulfonate complex grease was measured as 620 ㎏f and the lithium complex grease was as 125 ㎏f. Therefore, it was confirmed that the calcium sulfonate complex grease is superior to the lithium complex grease in abrasion resistance and load-bearing property. It was found that the calcium sulfonate complex grease is more effective than the lithium complex grease in the lubrication at high temperature and high load.
PTFE 분말 첨가에 따른 우레아 그리스의 윤활 및 유변학 특성 연구
손기훈,이동규,이영석,우재구,하기룡 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.2
In this study, the rheological and tribological properties of urea grease were studied according to the type and amount of polytetrafluoroethylene (PTFE) powders added to the urea grease, which is the most widely used among solid lubricants, to develop an optimal lubrication system. Urea grease was synthesized using 4,4'-methylenebis(phenyl isocyanate)(MDI), oleylamine, and cyclohexylamine, and PTFE powders prepared by dispersion or suspension polymerization process were then added. The basic rheological and tribological properties of the prepared greases were compared. The worked penetration numbers of urea grease decreased with increasing amount of PTFE powders, but both PTFE powders caused no significant changes in heat resistance and copper corrosion resistance. The shear viscosity increased with increasing PTFE powder content, and the dispersion-type PTFE powder was more effective in increasing the viscosity. In the value of the loss coefficient = 1, the shear stress was higher for the grease containing PTFE powders than the non-PTFE added grease, and the dispersion-type PTFE-added grease showed higher viscosity than the suspension-type PTFE-added grease. Finally, urea grease was found to have a low-performance improvement in terms of wear reduction effects by adding PTFE powders, but the load-bearing performance was up to 2.5 times higher for the dispersion-type PTFE and five times higher for the suspension-type PTFE 본 연구에서는 고체윤활제 중 가장 널리 사용되는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말의 종류와 투입량에 따른 우레아 그리스의 윤활 및 유변학 특성 변화를 연구하여 최적의 윤활시스템을 구축하고자 하였다. 4,4’-메틸렌 다이페닐 다이아이소사이아네이트(MDI), 올레일아민과 시클로헥실아민을 사용하여 우레아 그리스를 합성하고, 분산법 혹은 현탁법으로 중합된 PTFE 분말을 함량별로 투입하여 그리스를 제조하였다. 제조된 그리스의 기본물성, 유변학적 및 트라이볼로지 특성을 비교하였다. 그 결과, PTFE의 첨가량에 따라 우레아 그리스의 주도값은 감소하지만 변화폭은 분산형 PTFE가 상대적으로 더 큰 것으로 확인되었다. 내열성과 동판부식 영향성에서는 두 가지 PTFE 분말 모두 큰 변화가 없는 것을 확인하였다. PTFE 분말의 함량 증가에 따라 전단점도는 상승하였으며, 분산형 PTFE가 점도 상승에 더 효과가 있음을 확인하였다. 손실계수의 값이 1인 점에서 전단응력은 PTFE 분말이 첨가되지 않은 그리스 보다 첨가된 그리스가 더 높았고, 분산형 PTFE가 현탁형 PTFE보다 더 큰 것을 확인하였다. 두 가지 PTFE 분말 모두 우레아 그리스의 마모 감소 효과에 대한 성능 향상은 낮았지만, 내 하중 성능은 분산형 PTFE는 최대 2.5배, 현탁형 PTFE는 최대 5배의 증대 효과가 있는 것을 확인하였다.