Wpływ struktur wodnych roztworów oksyetylenowanego laurylosiarczanu sodu na ich właściwości tribologiczne.

• Autorzy: Sułek W. , Wasilewski T.

Warianty tytułu

EN

Influence of the structure of ethoxylated sodium lauryl sulfate water solutions on their tribological properties.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono wpływ struktur wodnych roztworów oksyetylowanego laurylosiarczanu sodu na ich właściwości tribologiczne. Oceniano zdolność obniżania współczynnika tarcia, właściwości przeciwzużyciowe, przeciwzatarciowe oraz zdolność redukcji temperatury w węźle tarcia przez poszczególne roztwory. Test prowadzono z użyciem aparatu czterokulowego w skojarzeniu materiałowym stal-stal. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, iż wprowadzenie do wody oksyetylowanego laurylosiarczanu sodu powoduje znaczne polepszenie jej właściwości smarnych, przeciwzużyciowych i przeciwzatarciowych. Mierzone wielkości tribologiczne zależą silnie od stężenia. Badane były roztwory 1%, 4%, 10%, 25%, 40%, 55% i 70%. Dla wszystkich stężeń współczynnik tarcia ulega zdecydowanemu zmniejszeniu względem bazy, a dla 70% roztworu zawiera się w granicach 0.02-0.03. Tendencja ta obserwowana jest także dla zużycia, którego miarą jest średnica skazy. Dla większości badanych substancji smarowych wynosi ona, przy obciążeniu 2000 N, około 0,8 mm. Tylko dla stężenia 10% osiąga wartość 0,9 mm, a dla 70% -0,7 mm. Badane roztwory charakteryzują się bardzo wysokim obciążeniem zatarcia, praktycznie na granicy możliwości przyrządu. Dla stężeń 4%, 55%, 70% przy maksymalnym obciążeniu 8000 N, współczynnik tarcia przyjmuje wartości<=0,05. Uzyskane wyniki są interpretowane jako rezultat tworzenia struktur ciekłokrystalicznych. Istnienie mezofaz, w badanych roztworach, potwierdzone zostało obserwacjami struktur w świetle spolaryzowanym oraz charakterystycznymi dla tych struktur zmianami współczynnika lepkości.

EN

Anti-wear, anti-seizure properties, the ability to reduce the friction coefficient and temperature in the friction couple were investigated. Tests were performed on the four-ball machine. According to the obtained results it was concluded that water solutions of ethoxylated sodium lauryl sulfate have good lubricating, anti-wear and anti-seizure properties. The measured tribological quantities strongly depend on the concentration. The 1%, 4%, 10%, 25%, 40%, 55% and 70% solutions were tested. Compared to the base the friction coefficient is smaller for all the solutions. Moreover, for the 70% solution it belongs to [0.02;0.03]. This tendency was also observed for wear which was measured as the scar diameter. For most of the tested substances the diameter (under 8000 N) is about 0.8 mm. Only for the 10% solution it reaches 0.9 mm, and for the 70% solution - 0.7 mm. For the tested solutions high seizure load was noted. For the 4%, 55%, 70% solutions (under maximal load 8000 N) the friction coefficient is smaller or equal to 0.05. The obtained results can be interpreted as a consequence of a formed liquid crystalline structure. Presence of mesophases in the tested solutions was confirmed by observations in polarized light and characteristic changes of the viscosity.

Słowa kluczowe

PL

ciekłe kryształy liotropowe; dodatki do substancji smarowych; współczynnik tarcia; zużycie; zacieranie

EN

lyotropic liquid crystals; lubricant additives; friction coefficient; wear; scuffing

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 37, nr 1
• Strony: 35--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Sułek W.

• Politechnika Radomska, Wydział Materiałoznawstwa i Technologii Obuwia, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

autor

Wasilewski T.

• Politechnika Radomska, Wydział Materiałoznawstwa i Technologii Obuwia, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

Bibliografia

• [1] Mori, S., Iwata, H., Relationship between tribological performance of liquid crystals and their molecular structure, Tribology International, 29, (1996), 35-39.
• [2] Cognard. J., Lubrication with liquid crystals, Tribology and the Liquid Crystalline State, American Chemical Society, Washington. DC 1990. 1-48.
• [3] Kupchinov, B.I., Ermakov, S.F., Rodnenkov, V.G. Bobrysheva. S.N., Bolenko, E.D., The effect of liquid crystals on join lubrication. Wear, 171, (1994), 7-12.
• [4] Morishita, S., Nakano, K., Kimura, Y., „Electroviscous effect of nematic liquid crystals”, Tribology International. 26. (1993), 399-403.
• [5] Kimura, Y., Nakano, K., Kato, T., Morishita, S., Control of friction coefficient by applying electric fields across liquid crystal boundary films. Wear. 175. (1994). 143-149.
• [6| Fischer. T.E., Bhattacharya, S., Sahler, R., Lauer, J.L., Ahn. Y.J., Lubrication by a smectic liquid crystal, Tribology Transactions, 31, (1988), 442—448.
• [7] Biresaw, G., Zadnik. D.A., Temperature effect on the tribological properties of thermotropic liquid crystals, Tribology and the Liquid Crystalline State, American Chemical Society, Washington, DC 1990. 83-90.
• [8] Kupchinov, B.L, Rodnenkov, V.G., Ermakov, S.F., Parkalov, V.P., A study of lubrication by liquid crystals, Tribology International, 24, (1991), 25-28.
• [9] Rodnenkov. W.G., Kupchinov, B.L Исследование трибологических ceoucte жидких кристаллов. ч.I. Трибология чистых жидких кристаллов, Трение и износ, 16, (1995), 478-487.
• [10] Rodnenkov, W.G., Исследование трибологических ceoucte жидких кристаллов. ч.III. Применение жидких кристаллов в трибоистемах, Трение и износ, 18, (1997), 694- -705.
• [11] Sulek, M.W., Wasilewski, Т., Wpływ temperatury na właściwości tribologiczne ciekłych kryształów stosowanych jako dodatki do substancji smarowych, Tribologia, 5/2001, (179), 905-919.
• [12] Sulek, M.W., Wasilewski. T.. Zastosowanie cholesterycznych ciekłych kryształów jako dodatków do substancji smarowych. Tribologia, 4/2001, (178), 797-819.
• [13] Sulek, M.W., Wasilewski, T., Właściwości tribologiczne estrów sorbitanu stosowanych jako dodatki do substancji smarowych, Tribologia, 3/2001,(177), 447-461.
• [14] Wasilewski T., Sutek W., Aplication of compounds which can form liquid-crystalline state as lubricant additives, The Third International Symposium on Tribochemistry, 10- -12.09.2001, Cracow, Poland.
• [15] Sulek, M.W., Wasilewski, T., Rola smektycznych i nematycznych ciekłych kryształów w smarowaniu, Inżynieria Powierzchni, 4/2001,42-51.
• [16] Sułek, M.W., Wasilewski, T., Wpływ alkilopoliglukozydów na właściwości smarne wody i gliceryny. Inżynieria Powierzchni, 4/2001, 52-58.
• [17] Lockwood, F.E., Benchaita, M.T., Friberg, S.E., Study of lyotropic liquid crystals in viscometric flow and elastohydrodynamic contact, ASLE Transactions, 30, (1987), 539-548.
• [18] Boschkova, K., Elvesjo, J., Kronberg, B., Frictional properties of lyotropic liquid crystalline mesophases at surface, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 166, (2000), 67-77.
• [19] Kumar, K., Shah, D.O.. Effect of liquid-crystalline structures on lubrication of aluminium surfaces. Tribology and the Liquid Crystalline State. American Chemical Society, Washington, DC 1990,91-100.
• [20] Friberg, S., Ward, A., Günsel, S., Lockwood, F., Lyotropic liquid crystals in lubrications, Tribology and the Liquid Crystalline State, American Chemical Society, Washington, DC 1990, 101-112.
• [21] Fuller, S., Li, Y., Tiddy, T.J., Wyn-Jones, E., Amell, R.D., Formulation of Lyotropic Lamellar Phases of Surfactants as Novel Lubricants, Langmuir, 11, (1995), 1980-1983.
• [22] Friberg, S.E., Bjom, L., Organised Solutions, Marcel Dekker, Inc, 1992.
• [23] Piekoszewski, W., Szczerek, M., Tuszyński, W., The Action of Lubricants Under Extreme Pressure Conditions in a Modified Four-Ball Tester, Wear. 249, (2001), 188-193.
• [24] Polska Norma, PN-76 C-04147.