انتخاب گريس: ليتيم يا ليتيم كمپلكس

بر اساس آخرين بررسي هاي NLGI مشخص شد كه قوام دهنده 70 درصد گريسهاي به فروش رفته يا از نوع صابون ساده ليتيم و يا از نوع ليتيم كمپلكس مي باشند. ممكن است اين سوال براي شما پيش بيايد كه چرا اين دو نوع قوام دهنده عموميت پيدا كرده اند؟ و چگونه مي توان تشخيص داد كه كدام نوع براي تجهيزات شما مناسب مي باشد؟ اين مقاله به اينگونه سوالات شما پاسخ خواهد داد.

اول اجازه دهيد تا يك مرور كلي داشته باشبم. كلارنز اي ايرل، مهندس شيمي آمريكايي، در سال 1942 اختراعي را با عنوان "روانكار حاوي نمكهاي ليتيم" به ثبت رساند. اين اولين تعريف از گريسهاي بر پايه صابون ليتيم ساده در مطبوعات ثبت اختراع بود. هر چند كه صابونهاي توضيح داده شده در اختراع از انواعي هستند كه امروزه در ساخت گريسهاي بر پايه صابون ليتيم استفاده مي شوند، گريسهاي ايرل زمينه ساز عصر جديد در صنعت گريسهاي روانكار بود.

گريسهاي بر پايه صابون ليتيم در مقايسه با ساير صابونهاي فلزات قليايي موجود در سال 1942 داراي برخي خواص بهبود يافته مي باشد. آنها داراي خاصيت بهتر مقاومت در برابر آب نسبت به گريسهاي سديم، خاصيت پايداري حرارتي بهتر نسبت به گريسهاي كلسيم، و داراي خواص مكانيكي عالي (مقاومت برشي و قابليت پمپ شدن خوب) مي باشند. اگرچه ساخت اين گريسها بسيار گرانتر از ساير انواع گريسها مي باشد گريسهاي ليتيم مزاياي بيشتري در مقايسه با گريسهاي سديم و كلسيم دارند كه قيمت بالاي آنها بوسيله عملكرد بهينه اين گريسها جبران مي شود.

گريسهاي ليتيم كمپلكس در اواخر دهه 1940 توسعه يافته اند (ثبت اختراع در 18 مارس 1947 توسط Lester W. McClennan). اين اختراع يكي از اولين اختراعات در زمينه گريسهاي صابون كمپلكس مي باشد. با اين حال گريسهاي ليتيم كمپلكس تا اوايل دهه 1980 در حجم وسيع و جايگزين گريسهاي ليتيم ساده وارد بازار نشد و گريسهاي ليتيم ساده به عنوان تكيه گاه اصلي صنعت از سال 1950 بود.

گريسهاي ليتيم كمپلكس اكثر خواص گريسهاي ليتيم ساده را دارا بوده و بعلاوه داراي نقطه قطره اي شدن بالا مي باشند كه به گريس اجازه مي دهد تا در دماهاي بالا به كار برده شود. مقايسه خواص مرتبط با قوام دهنده بین دو گریس در جدول 1 نمايش داده شده است.

گريسهاي ليتيم كمپلكس بدليل وجود عنصر قوام دهنده دوم در گریس، شناخته شده به عنوان عامل كمپلكس كننده، داراي نقطه قطره اي شدن بيشتري از گريسهاي ليتيم ساده مي باشند. امروزه در گريسهاي ليتيم كمپلكس به عنوان عامل كمپلكس كننده از كربوكسيليك اسيدهاي دو عاملي با طول زنجير كوتاه از قبيل آزلائيك اسيد يا آديپيك اسيد استفاده مي شود. نمك ليتيم اين مواد به طور قابل ملاحظه اي در مقايسه با قوام دهنده صابون ليتيم ساده با نسبت پايين تري به كار برده مي شود. بوريك اسيد نيز به عنوان عامل كمپلكس كننده استفاده مي شود كه منجر به بالا رفتن نقطه قطره اي شدن مي شود.

پايداري مكانيكي، كه پايداري برشي نيز ناميده مي شود، به عنوان توانايي حفظ غلظت گريس در مواقعي كه در معرض نيروهاي برشي مكانيكي قرار مي گيرد تعريف مي شود. گريسهاي ليتيم ساده داراي مقاومت خوب در برابر شكست ناشي از برش مي باشند، و گريسهاي ليتيم كمپلكس مقاومت خوبي را نسبت به گریسهای لیتیم ساده در برابر برش به نمايش مي گذارند. اين خاصيت باعث عموميت يافتن هر دو گريس و كاربرد وسيع آنها شده است.

مقاومت در برابر آب گريسهاي ليتيم و ليتيم كمپلكس وابسته به حلاليت قوام دهنده مي باشد. ليتيم هيدروكسيد داراي حلاليت محدود در آب مي باشد (حدود 10 درصد)، و قوام دهنده هاي بر پايه آن نيز حلاليت كمتري خواهند داشت كه باعث ايجاد مقاومت خوب در برابر آب و جذب آب مي شود. اگرچه ساير انواع قوام دهنده ها (كلسيم، باريم) داراي مقاومت ذاتي بهتر در برابر آب در مقايسه با قوام دهنده هاي ليتيم و ليتيم كمپلكس دارند، اين تركيبات داراي جنبه هاي منفي هستند كه آنها را براي اكثر كاربردها نامطلوب مي سازد. بعلاوه، خاصيت مقاومت در برابر آب گريسهاي ليتيم و ليتيم كمپلكس مي تواند توسط مقادير كم افزودني هاي پليمري بالا برده شود.

خاصيت جداشدگي روغن در گريس، توانايي روانكاري و ثبات انبارش محصول را تحت تاثير قرار مي دهد. گريس بايستي مقدار روغن لازم را در منطقه تماس ياتاقانها و دنده ها آزاد كند، حال آنكه در طول نگهداري در انبار نبايستي روغن زياد از خود آزاد كند كه موجب مي شود گريس غير قابل استفاده گردد. اگر چنانچه گريس در زمان انبارش, روغن بسيار زيادي را آزاد مي كند امكان اختلاط مجدد و استفاده از آن وجود ندارد.

جدول 1. مشخصه های گریسهای لیتیم و لیتیم کمپلکس

پاسخ به سوال مطرح شده در ابتداي مقاله:
چرا قوام دهنده هاي از نوع ليتيم و ليتيم كمپلكس عموميت يافته اند؟
همه كاره بودن اين قوام دهنده ها باعث شده است كه گريس هاي بر اساس ليتيم در محدوده وسيعي از صنعت به كار برده شوند.
كدام يك پاسخگوي نياز شما مي باشد؟
قوام دهنده ها در اغلب خواص با هم مشترکند، بنابراین بهترین راه برای انتخاب گریس تعیین دمای کارکرد می باشد. اغلب گریس لتیم کمپلکس را به عنوان گریس چند منظوره عمومی ترجیح می دهند، و از آنجا که این گریس درارای محدوده کاربرد و محدوده دمای عملکرد وسیع می باشد، این روش مناسب خواهد بود. اما در برخی کاربردهای خاص استفاده از گریس لیتیم ساده مقرون به صرفه است.