Effect of the bio-lubricant on the lubricating properties and surface of the friction zone

• Autorzy: Drabik Jolanta , Kozdrach Rafał , Osuch-Słomka Edyta

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.3931

Warianty tytułu

PL

Wpływ bio-smaru na właściwości smarne i powierzchnię strefy tarcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Tests carried out on a rotational rheometer with a tribological cell enabled the simultaneous designation of lubricating and viscosity characteristics depending on temperature and load as a function of variable sliding speed. The analysis of the dependence of the coefficient of friction on the sliding speed provided the basis for evaluating the effectiveness of lubrication of steel tribosystems with bio-lubricants. Spectroscopic methods were used to monitor changes in the microstructure of the bio-lubricants after tests. The scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were used to characterise the morphology and structure of the surfaces of the tribosystem elements. The instrumental methods used confirmed that the test conditions did not destabilise the chemical structure of the lubricant and did not accelerate the oxidation process of the vegetable grease.

PL

Badania prowadzone na reometrze rotacyjnym z przystawką tribologiczną umożliwiły jednoczesne wyznaczenie charakterystyk smarnych i lepkościowych w zależności od temperatury i obciążenia w funkcji zmiennej prędkości poślizgu. Analiza zależności współczynnika tarcia od prędkości poślizgu stanowiła podstawę do oceny efektywności smarowania stalowych węzłów tarcia bio-smarami. Do monitorowania zmian mikrostruktury bio-smarów po testach wykorzystano metody spektroskopowe. Do scharakteryzowania morfologii i struktury zużytych powierzchni elementów węzła tarcia wykorzystano skaningową mikroskopię elektronową (SEM), spektroskopię z dyspersją energii (EDS). Zastosowane metody instrumentalne potwierdziły, że warunki testów nie wpłynęły destabilizująco na strukturę chemiczną smaru i nie przyspieszyły procesu utlenienia smaru roślinnego.

Słowa kluczowe

EN

inorganic bio-lubricant; Crambe abyssinica seed oil; lubricating properties; coefficient of friction

PL

nieorganiczny bio-smar; olej z nasion Crambe abyssinica; właściwości smarne; współczynnik tarcia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 4
• Strony: 7--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Drabik Jolanta

• Lukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies, K. Pułaskiego 6/10 Str., 26-600 Radom, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9545-9874

autor

Kozdrach Rafał

• Lukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies, K. Pułaskiego 6/10 Str., 26-600 Radom, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7308-5496

autor

Osuch-Słomka Edyta

• Lukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies, K. Pułaskiego 6/10 Str., 26-600 Radom, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2302-2646

Bibliografia

• 1. Pawar R.V., Hulwan D.B., Mandale M.B.: Recent advancements in synthesis, rheological characterization, and tribological performance of vegetable oil-based lubricants enhanced with nanoparticles for sustainable lubrication, Journal of Cleaner Production, 378 (2022), 134454, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134454.
• 2. Gromadzka J., Wardencki W.: Trends in Edible Vegetable Oils Analysis. Part B. Application of Different Analytical Techniques. Pol. J. Food Nutr. Sci. 2011, 61, 2, 89–99, doi: 10.2478/v10222-011-0009-5.
• 3. Saxena A., Kumar D., Tandon N.: Development of eco-friendly nano-greases based on vegetable oil: An exploration of the character via structure, Industrial Crops and Products, 2021, vol. 172, pp. 11403339, doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.1 14033.
• 4. Panchal T.M., Patel A., Chauhan D.D., Thomas M., Patel J.V.: A methodological review on biolubricants from vegetable oil based resources, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 70, pp. 65–70, doi.org/10.1016/ j.rser.2016. 11.105.
• 5. Rawat S.S., Harsha A.P.: The lubrication effect of different vegetable oil-based greases on steelsteel tribo-pair, Biomass Conversion. Biorefinery, 2022, doi.org/10.1007/s13399-022-02 471-8.
• 6. Woma T.Y., Lawal S.A., Abdulrahman A.S., Olutoye M.A., Ojapah M.A.: Vegetable Oil Based Lubricants: Challenges and Prospects, Tribology Online, 2019, vol. 14, issue:2, pp. 60–70, doi.org/10.2474 /trol.14. 60.
• 7. Nagendramma P., Kumar P.: Eco-Friendly Multipurpose Lubricating Greases from Vegetable Residual Oils, Lubricants vol. 3, issue 4, p. 628–636, 2015.
• 8. Agarwal M., Soni S.: Lubricants from renewable energy sources – a review, Green Chemistry Letters and Reviews, 2017, vol. 7, issue:4, pp. 359–382, doi.org/10.1080/17518253.2014.959565.
• 9. Philippidis A., Poulakis E., Papadaki A., Velegrakis M.: Comparative Study using Raman and Visible Spectroscopy of Cretan Extra Virgin Olive Oil Adulteration with Sunflower Oil. Analytic Letters, vol. 50, 2017, https://doi.org/1080/00032719.2016.1208212.
• 10. Nagendramma P., Kaul S.: Development of ecofriendly/biodegradable lubricants: An overview. Renew. Sustain. Energy Rev, 16, 2012, p. 764–774.
• 11. Jabal M.H., Abdulmunem A.R., Abd H.S.: Experimental investigation of tribological characteristics and emissions with nonedible sunflower oil as a biolubricant. J. Air Waste Manag. Assoc. 2019, 69, 109–118.
• 12. Sneha E., Rani S., Arif M.: Evaluation of lubricant properties of vegetable oils as base oil for industrial lubricant, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol.624, 1st International Conference on Mechanical Power Transmission, 11–13 July 2019, Chennai, India.
• 13. Salimon J., Salih N. & Yousif E.: Biolubricants: Raw materials, chemical modifications and environmental benefits. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2020, 112, 519–530. https://doi. org/10.1002/ ejlt. 20090 0205.
• 14. Philippidis A., Poulakis E., Papadaki A., Velegrakis M.: Comparative Study using Raman and Visible Spectroscopy of Cretan Extra Virgin Olive Oil Adulteration with Sunflower Oil. Analytic Letters, 2017, vol. 50, https://doi.org/1080/ 00032719.2016.1208212.
• 15. Prasannakumar P., Sneha E., Thampi A.D., Arif M. & Santhakumari R.: A comparative study on the lubricant properties of chemically modified Calophylluminophyllumoils for bio-lubricant applications. J. Clean. Prod. 2022, 339, 130733. https://doi. org/10.1016/j.jclep ro. 2022. 130733.
• 16. Drabik J., Kozdrach R., Szczerek M.: Characterization of nano-silica vegetable grease with diffusing wave spectroscopy DWS and Raman spectroscopy, Scientific Reports (2023) 13:18989. https://doi.org/10.1038/s41598-023-45669-0.
• 17. Iłowska J., Chrobak J., Grabowski R., Szmatoła M., Woch J., Szwach I., Drabik J., Trzos M., Kozdrach R., Wrona M.: Molecules 2018, 23, 2025; https://doi.org/10.3390/molecules23082025.
• 18. Drabik J., Kaźmierczak B., Kozdrach R., Rogoś E.: The use of Raman spectroscopy to monitor changes in the intensity of ratio of integral unsaturated bands in bio-greases, Molecules 28 (2023) 3033. https://doi.org/10.3390/molecules28073033.
• 19. Drabik J., Trzos M., Pawelec E., Kozdrach R., Wolszczak M.: Analiza zmian struktury ekologicznych smarów po teście stabilności oksydacyjnej. Przem. Chem. 2019, 98, 12, 1892–1896, https://doi.org/10.15199/62.2019.12.3.
• 20. Salih N. & Salimon J.: A review on eco-friendly green biolubricants from renewable and sustainable plant oil sources. Biointerface Res. Appl. Chem., 2021, 11, 13303–13327. https://doi.org/10.33263/BRIAC 115. 13303 1332.7.
• 21. Zareh-Desari B., Davoodi B.: Assessing the lubrication performance of vegetable oil-based nano-lubricants for environmentally conscious metal forming processes. J. Clean. Prod. 2016, 135, 1198–1209.
• 22. Quinchia L.A., Delgado M.A., Reddyhoff T., Gallegos C., Spikes H.A.: Tribological studies of potential vegetable oil-based lubricants containing environmentally friendly viscosity modifiers. Tribol. Int. 2014, 69, 110–117

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).