Експериментальне дослідження розчинності фулерену С₆₀ у холодильних мастилах та розчинах вуглеводневих холодоагентів з мастилом

Анотація

Використання нанодобавок до компресорного мастила є перспективним способом підвищення ефективності парокомпресійних холодильних систем. Фулерен C₆₀ є перспективною добавка до мастила для зменшення зношування та тертя в компресорі. Для застосування цієї добавки важливим є експериментальне дослідження розчинності C₆₀ у мастилі та холодоагенті. Для мінеральних мастил було зафіксовано відносно високий «видима максимальна розчинність» C₆₀, який складав 0,13 мас. % для ХФ16-12 та 0,164 мас. % для Suniso 3 GS. Для алкілбензольного мастила Reniso SP 46 розчинність виявилася дуже низькою — 0,00229 мас. %. Для поліолефірних мастил результат залежав від марки: 0,0684 мас. % для ProEco RF 22 S та менше ніж 0,03 мас. % для Planetelf ACD 100 FY. Ультразвукова обробка мастила з C₆₀ сприяла утворенню пересичених колоїдних розчинів, які, залежно від марки мастила, або характеризувалися довготривалою стабільністю, або швидко переходили в істинний розчин із випадінням осаду C₆₀. Експерименти показали, що масова частка C₆₀, яка відповідає «видимої максимальної розчинності» за умов навколишнього середовища, залежить не тільки від типу мастила, а й від присадок. Розчинення мастила Suniso 3GS із вмістом 0,164 мас. % C₆₀ у пентані в об’ємному співвідношенні 1:9 не призвело до швидкого утворення агрегатів C₆₀. Проте через добу в розчині з’явився осад C₆₀, який повністю розчинився в мастилі після випаровування пентану. Аналогічно, розчинення мастила ProEco RF 22 S із вмістом 0,0684 мас. % C₆₀ у пропані не спричинило осадження C₆₀ протягом 3 годин. Після випаровування пропану мастило залишалося без осаду. Проведений експеримент моделює процес «розчинення C₆₀ ⇄ кластеризація C₆₀» у реальній холодильній системі, що дозволяє розглядати C₆₀ як перспективну добавку до компресорного мастила.