La grasa es un lubricante sólido o semisólido formado como una dispersión de agentes espesantes en un lubricante líquido. La grasa generalmente consiste en un jabón emulsionado con aceite mineral o vegetal .
Una característica común de las grasas es que poseen una alta viscosidad inicial , que con la aplicación de cizallamiento, cae para dar el efecto de un cojinete lubricado con aceite de aproximadamente la misma viscosidad que el aceite base usado en la grasa. Este cambio de viscosidad se denomina dilución por cizallamiento . La grasa a veces se usa para describir materiales lubricantes que son simplemente sólidos blandos o líquidos de alta viscosidad, pero estos materiales no exhiben las propiedades de dilución por cizallamiento características de la grasa clásica. Por ejemplo, vaselinas , tales como vaselina no se clasifican generalmente como grasas.
Las grasas se aplican a mecanismos que pueden lubricarse con poca frecuencia y donde un aceite lubricante no permanecería en su lugar. También actúan como selladores para evitar la entrada de agua y materiales incompresibles. Los cojinetes lubricados con grasa tienen mayores características de fricción debido a su alta viscosidad.
Propiedades
Una verdadera grasa consiste en un aceite y / u otro lubricante fluido que se mezcla con un espesante, típicamente un jabón , para formar un sólido o semisólido. [1] Grasas son por lo general reductora de la cizalla o de pseudo-plástico fluidos , lo que significa que la viscosidad del fluido se reduce bajo cizallamiento . Después de aplicar la fuerza suficiente para cortar la grasa, la viscosidad cae y se acerca a la del lubricante base, como el aceite mineral. Esta caída repentina de la fuerza de corte significa que la grasa se considera un fluido plástico y la reducción de la fuerza de corte con el tiempo la hace tixotrópica . Algunas grasas sonreotrópicos , lo que significa que se vuelven más viscosos cuando se trabajan. [2] A menudo se aplica con una pistola de engrase , que aplica la grasa a la pieza que se está lubricando bajo presión, forzando la grasa sólida a entrar en los espacios de la pieza.
Espesantes
Los jabones son el agente emulsionante más común utilizado, y la selección del tipo de jabón está determinada por la aplicación. [3] Los jabones incluyen estearato de calcio , estearato de sodio , estearato de litio , así como mezclas de estos componentes. También se utilizan derivados de ácidos grasos distintos de los estearatos, especialmente 12-hidroxiestearato de litio . La naturaleza de los jabones influye en la resistencia a la temperatura (relacionada con la viscosidad), la resistencia al agua y la estabilidad química de la grasa resultante. Los sulfonatos de calcio y las poliureas son espesantes de grasas cada vez más comunes que no se basan en jabones metálicos. [4] [5]
Los sólidos en polvo también se pueden usar como espesantes, especialmente como arcillas . También se han preparado grasas a base de aceite graso con otros espesantes, como alquitrán , grafito o mica , que también aumentan la durabilidad de la grasa. Las grasas de silicona generalmente se espesan con sílice .
Evaluación y análisis de ingeniería
Las grasas a base de litio son las más utilizadas; Las grasas a base de sodio y litio tienen un punto de fusión (punto de goteo ) más alto que las grasas a base de calcio, pero no son resistentes a la acción del agua . La grasa a base de litio tiene un punto de goteo de 190 a 220 ° C (350 a 400 ° F). Sin embargo, la temperatura máxima utilizable para la grasa a base de litio es de 120 ° C.
La cantidad de grasa en una muestra se puede determinar en un laboratorio mediante extracción con un solvente seguida de, por ejemplo, determinación gravimétrica. [6]
Aditivos
Algunas grasas tienen la etiqueta "EP", que indica "presión extrema". Bajo alta presión o carga de choque, la grasa normal se puede comprimir hasta el punto de que las partes engrasadas entren en contacto físico, causando fricción y desgaste. Las grasas EP tienen una mayor resistencia a la rotura de la película, forman recubrimientos de sacrificio en la superficie del metal para proteger si la película se rompe, o incluyen lubricantes sólidos como grafito o disulfuro de molibdeno para brindar protección incluso sin que quede grasa. [3]
Se agregan aditivos sólidos como cobre o polvo cerámico a algunas grasas para aplicaciones estáticas de alta presión y / o alta temperatura, o donde la corrosión podría evitar el desmontaje de componentes más adelante en su vida útil. Estos compuestos actúan como agentes de liberación . [7] [8] No se pueden usar aditivos sólidos en los rodamientos debido a tolerancias estrictas. Los aditivos sólidos causarán un mayor desgaste en los cojinetes. [ cita requerida ]
Historia
Se cree que la grasa de las primeras épocas egipcia o romana se preparó combinando lima con aceite de oliva . La cal saponifica algunos de los triglicéridos que componen el aceite para dar una grasa de calcio. A mediados del siglo XIX, los jabones se agregaron intencionalmente como espesantes a los aceites. [9] A lo largo de los siglos, se han empleado como grasas todo tipo de materiales. Por ejemplo, las babosas negras Arion ater se utilizaron como grasa para ejes para lubricar árboles de eje de madera o carros en Suecia. [10]
Clasificación y estándares
Desarrollado conjuntamente por ASTM International , el Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) y SAE International , la norma ASTM D4950 “clasificación y especificación estándar para grasas de servicio automotriz” fue publicada por primera vez en 1989 por ASTM International. Clasifica las grasas adecuadas para la lubricación de los componentes del chasis y los cojinetes de las ruedas de los vehículos, en función de los requisitos de rendimiento, utilizando códigos adoptados del "sistema de clasificación de servicios de chasis y cojinetes de las ruedas" del NLGI :
- LA y LB: lubricantes de chasis (idoneidad hasta servicio suave y severo respectivamente)
- GA, GB y GC: cojinetes de rueda (idoneidad hasta servicio suave, moderado y severo respectivamente)
Una categoría de rendimiento determinada puede incluir grasas de diferentes consistencias. [11]
La medida de la consistencia de la grasa se expresa comúnmente por su número de consistencia NLGI .
Los elementos principales de la clasificación de consistencia estándar ATSM D4950 y NLGI se reproducen y describen en la norma SAE J310 “grasas lubricantes para automóviles” publicada por SAE International.
La norma ISO 6743-9 “lubricantes, aceites industriales y productos relacionados (clase L) - clasificación - parte 9: familia X (grasas)” , publicada por primera vez en 1987 por la Organización Internacional de Normalización , establece una clasificación detallada de las grasas utilizadas para lubricación de equipos, componentes de máquinas, vehículos, etc. Asigna un único código multicomponente a cada grasa en función de sus propiedades operativas (incluyendo rango de temperatura, efectos del agua, carga, etc.) y su número de consistencia NLGI. [12]
Otros tipos
Grasa de silicona
La grasa de silicona se basa en un aceite de silicona , generalmente espesado con sílice ahumada amorfa .
Grasa a base de fluoroéter
Fluoropolímeros que contienen COC (éter) con flúor (F) unido al carbono. Son más flexibles y se utilizan a menudo en entornos exigentes debido a su inercia. Fomblin de Solvay Solexis y Krytox de duPont son ejemplos destacados.
Grasa de laboratorio
Las grasas de Apiezon, a base de silicona y a base de fluoroéter se utilizan comúnmente en los laboratorios para lubricar llaves de paso y juntas de vidrio esmerilado. La grasa ayuda a evitar que las juntas se "congelen", además de garantizar que los sistemas de alto vacío estén sellados correctamente. Apiezon o grasas similares a base de hidrocarburos son las más baratas y las más adecuadas para aplicaciones de alto vacío. Sin embargo, se disuelven en muchos disolventes orgánicos . Esta cualidad hace que la limpieza con pentano o hexanos sea trivial, pero también conduce fácilmente a la contaminación de las mezclas de reacción.
Las grasas a base de silicona son más baratas que las grasas a base de fluoroéter. Son relativamente inertes y generalmente no afectan las reacciones, aunque las mezclas de reacción a menudo se contaminan (detectado mediante RMN cerca de δ 0 [13] ). Las grasas a base de silicona no se eliminan fácilmente con solvente, pero se eliminan de manera eficiente al remojarlas en un baño de base.
Las grasas a base de fluoroéter son inertes a muchas sustancias, incluidos disolventes, ácidos , bases y oxidantes . Sin embargo, son costosos y no se limpian fácilmente.
Grasa de grado alimenticio
Las grasas aptas para alimentos son aquellas grasas que entran en contacto con los alimentos. Los aceites base lubricantes de grado alimenticio son generalmente petroquímicos con bajo contenido de azufre, se oxidan y emulsionan con menor facilidad. Otro aceite a base de poli-α-olefina de uso común también El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) tiene tres designaciones de grado alimenticio: H1, H2 y H3. Los lubricantes H1 son lubricantes de grado alimenticio que se utilizan en entornos de procesamiento de alimentos donde existe la posibilidad de contacto accidental con alimentos. Los lubricantes H2 son lubricantes industriales que se utilizan en equipos y piezas de máquinas en lugares sin posibilidad de contacto. Los lubricantes H3 son lubricantes de grado alimenticio, generalmente aceites comestibles, que se utilizan para prevenir la oxidación en ganchos, carros y equipos similares. [ cita requerida ]
Análogos de grasas solubles en agua
En algunos casos, se desea la lubricación y la alta viscosidad de una grasa en situaciones donde se requieren materiales no tóxicos, sin base de aceite. La carboximetilcelulosa , o CMC, es un material popular que se utiliza para crear un análogo de grasas a base de agua. CMC sirve tanto para espesar la solución como para agregar un efecto lubricante, y a menudo se agregan lubricantes a base de silicona para una lubricación adicional. El ejemplo más conocido de este tipo de lubricante, utilizado como lubricante quirúrgico y personal , es KY Jelly .
Grasa de corcho
La grasa de corcho es un lubricante que se utiliza para lubricar el corcho, por ejemplo, en instrumentos musicales de viento. Por lo general, se aplica con aplicadores pequeños de bálsamo labial / barra de labios. [14]
Ver también
- Cojinete (mecánico)
- Lubricación
- Teoría de la lubricación
- Penetrante
- Sociedad de Tribólogos e Ingenieros de Lubricación
- Carga de Timken OK
Referencias
- ^ Dresel, Wilfried (2014). "Grasas lubricantes". Enciclopedia de los lubricantes y lubricación . págs. 1076–1096. doi : 10.1007 / 978-3-642-22647-2_16 . ISBN 978-3-642-22646-5.
- ^ Les Horve (12 de junio de 1996). Sellos de eje para aplicaciones dinámicas . Prensa CRC. págs. 449–. ISBN 978-1-4398-2255-5.
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- ^ Ian Anderson (20 de agosto de 2017). Cómo ser práctico [no se requiere trasero peludo]: Desarrolle habilidades de bricolaje para ahorrar dinero, cree una casa única y cuide adecuadamente sus cosas . handycrowd media. págs. 204–. ISBN 978-82-93249-05-4.
- ^ "Grasa de cerámica" . Powatec . Consultado el 15 de noviembre de 2020 .
- ^ Thorsten Bartels y col. "Lubricantes y lubricación" en la Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann, 2005, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a15_423
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- ^ Gottlieb, Hugo E .; Kotlyar, Vadim; Nudelman, Abraham (1997). "Cambios químicos de RMN de disolventes de laboratorio comunes como trazas de impurezas". La Revista de Química Orgánica . 62 (21): 7512–7515. doi : 10.1021 / jo971176v . PMID 11671879 .
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 7 de octubre de 2017 . Consultado el 25 de marzo de 2017 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
Este artículo incorpora texto de una publicación que ahora es de dominio público : Ward, Artemas (1911). Enciclopedia del tendero . Falta o vacío |title=( ayuda )
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- Guía de aplicación y definición de grasas del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU . (Archivo PDF)
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- Guía de aplicación y definición de grasas del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU . (Archivo PDF)
- The Grocer's Encyclopedia en línea.
- Interflon USA "¿Cuál es la diferencia entre aceite y grasa?"
- Grasas
- Tribología
