Rheological Studies of Greases

국문 초록 (Abstract)

鋼製毛細管粘度計를 제작하여 윤활유의 流動性質을 연구하였다. 使用한 윤활유는 bentone 윤활유(thickener의 무게 농도 2.0, 4.0, 6.0, 8.0 및 $10.0{\%}$)와 Lime-soap윤활유(thickener의 무게농도 2.4, 7.0, 9.3, 12.1 및 15.2%)이었다. Lime-soap윤활유의 流動性質에 對하여 resident-time(毛細管內에 윤활유가 殘留하는 時間) 效果를 硏究하기 위하여 半徑(R)과 길이(L)를 달리하는 各種毛細管을 使用하였다. 그러나 bentone 윤활유의 流動性質의 仔細한 硏究를 위하여서는 單一種의 毛細管을 使用하였다. 實驗結果(流出量對 shear 速度)에 對하여 Ree-Eyring 式에 나타나는 $X_1{\beta}_1/{\alpha}_1$(Newton 單位에 對한 量), $X_2/{\alpha}_2$ 및 ${\beta}_2$(非 Newton 單位에 對한 量) 等의 係數가 thickener 농도와 溫度에 對하여 어떻게 變化하는가를 보았다. 이 硏究의 分析結果에 依하면 ${\Delta}H_1^{\neq}$와 ${\Delta}H_2^{\neq}$(각각 流動單位 type1과 type2의 流動活性化엔탈피)가 溶媒(base oil)의 流動活性化엔탈피(${\Delta}H_b^{\neq}$)에 近似的으로 一致한다. 이 事實로부터 thickener의 流動單位 (type 1, type 2 공히)는 溶媒分子의 移動으로 因하여 장만된 小孔에 뛰어드러감으로써 全體系의 流動이 이루어짐을 알 수 있다. Bentone 윤활유에 대하여 ${\beta}_2$는 어느 주어진 溫度에 있어서 thickener 농도에 無關함을 알아냈으니 이것은 旣往文獻에 發表된 事實과 一致한다. 殘留時間效果를 lime-soap 윤활유에 對하여 보려고 詩圖하였으나 그 結果는 分明하지 않았다. 그 理由는 lime-soap 윤활유 自身의 性質에도 依存하지만 著者들의 使用한 毛細管의 L/R 値(殘留時間에 比例하는 常數)가 너무 적었음에 原因이 있다고 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A steel capillary viscometer was built for the study of rheological properties of greases. Bentone greases with thickener concentration of 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, and 10.0 weight percent and lime-soap greases with soap concentrations of 2.4, 7.0, 9.3, 12.1 and 15.2 weight percent were studied. Capillaries with various radii R and lengths L were used to study the resident-time effect on the flow properties of lime soap greases. Detailed studies on bentone greases were conducted using a capillary with a fixed size. The results were analyzed by using Ree-Eyring flow equation. The factors appearing in the latter, ($X_1{\beta}_1/{\alpha}_1$ for Newtonian units, $X_2/{\alpha}_2$ and ${\beta}_2$ both for non-Newtonian units), were studied in order to investigate how they change with thickener concentrations and temperatures. Through this analysis, we have found that TEX>${\Delta}H_1^{\neq}$</TEX> and ${\Delta}H_2^{\neq}$, the activation enthalpies for flow of type-1 unit and of type-2 unit, respectively, are approximately equal to that of the base oil, the solvent. From this fact, it is concluded that these type units flow into the holes which were produced by the movement of solvent molecules. For bentone greases, the ${\beta}_2$ is about constant independent of concentration at a given temperature as found in the literature. The resident-time effect has not been clearly demonstrated in this research; this is due partly to the nature of the greases used in our research and partly to the small values of L/R of our capillaries, the resident time being proportional to the value L/R.