Właściwości tribologiczne wodnych roztworów oksyetylenowanych alkoholi laurylowych w różnych układach materiałowych

• Autorzy: Sułek M.W. , Bocho-Janiszewska A. , Jedynak R.

Warianty tytułu

EN

Tribological properties of ethoxylated lauryl alcohols aqueous solutions in various material couples

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jako modelowe substancje smarowe wytypowano wodne roztwory oksyetylenowanych alkoholi laurylowych. Zakres badań obejmował 5 związków o różnym stopniu addycji. Etoksylaty charakteryzują się wysoką aktywnością powierzchniową i tworzą w roztworach wodnych micele i struktury ciekłokrystaliczne. Roztwory etoksylatów są bezpieczne zarówno na etapie wytwarzania, eksploatacji, jak i utylizacji. Mogą one znaleźć zastosowanie jako ekologiczne substancje smarowe w węzłach tarcia, mających bezpośredni kontakt ze środowiskiem, człowiekiem, produktami spożywczymi, farmaceutycznymi i kosmetycznymi. Badania tribologiczne (tester T-11) wykonano dla różnych skojarzeń materiałowych: stal-stal, stal-ceramika (Al2O3, ZrO2), Al2O3-Al2O3). Na bazie uzyskanych rezultatów można stwierdzić, że testowane dodatki zmniejszają, nawet kilkakrotnie, opory ruchu i zużycie względem wody jako bazy. Uzyskane korelacje mierzonych wielkości w funkcji stężenia związku, jego stopnia oksyetylenowania, rodzaju materiałów par ciernych oraz cytowane dane literaturowe wskazują, że decydującym czynnikiem determinującym właściwości tribologiczne jest aktywność powierzchniowa związków. Jest ona zależna od budowy związków, ich stężenia oraz warunków tarcia, głównie temperatury.

EN

Water solutions of ethoxylated lauryl alcohols were chosen as model lubricants. 5 compounds of various ethoxylation degrees were tested. Ethoxylates can be characterized by high surface activity and in water solutions can form micelles and liquid crystalline structures. Solutions of ethoxylates are safe during production, exploitation as well as utilization. They can be applied as ecological lubricants in friction couples that contact environment, human, pharmaceuticals and cosmetics. Tribological tests (T-11 apparatus) were performed for various materials of contact: steel-steel, steel-ceramics (Al2O3, ZrO2), Al2O3- Al2O3. On the basis of the results obtained one can conclude that the additives tested can significantly reduce motion resistance and wear, as compared to water. Correlation of the quantities measured with compound concentration, ethoxylation degree, materials of the friction couples and literature data reveal that surface activity is the main feature that determines the tribological properties of these compounds. The surface activity depends on the structure of compounds, their concentration and conditions of friction, mainly temperature.

Słowa kluczowe

PL

opory ruchu; zużycie; tester T-11; etoksylaty; oksyetylenowane alkohole laurylowe; smar ekologiczny

EN

motion resistance; wear; tribotester T-11; ethoxylates; ethoxylated lauryl alcohols; ecological lubricants

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 4
• Strony: 267--284
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Sułek M.W.

• Politechnika Radomska

autor

Bocho-Janiszewska A.

• Politechnika Radomska

autor

Jedynak R.

• Politechnika Radomska

Bibliografia

• 1. Płaza S., Margielewski L., Celichowski G., Wesołowski R. W., Stanecka R.: Tribological performance of some poyoxyethylene dithiophosphate derivatives water solutions, Wear 249 (2001), 1077-1089.
• 2. Wesołowski R. W., Margielewski L., Celichowski G., Płaza S.: Tribological performance of some polyethoxyglycol esters of dithiophosphate and dithiocarbonate acid derivatives, Tribologia 3 (1999), 333-354.
• 3. Lian Y., Yu L., Xue Q.: The antiwear and extreme pressure properties of some oil-water double soluble rare earth complexes. Part 1: their tribological behaviour in water, Wear 196 (1996), 188-192.
• 4. Wei J., Xue Q.: The friction and wear properties of Cr203 coating with aqueous lubrication, Wear 199 (1996), 157-159.
• 5. Wei J., Xue Q.: Effects of surfactants on the tribological properties of a Cr203, Wear 162-164 (1993), 229-233.
• 6. Zhang W., Liu W., Yu L., Friction and wear behaviors of (Ca, Mg)-sialon/SAE 52100 steel pair under the lubrication of varous polyols as water-based lubricating additives, Tribology International 33 (2000), 769-775.
• 7. Sułek M.W., Wasilewski T.: Wpływ struktur wodnych roztworów oksyetylenowanego laurylosiarczanu sodu na ich właściwości tribologiczne, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, 1, (129), 2002, 35-47.
• 8. Sułek M.W., Wasilewski T.: Antiseizure Properties of Aqueous Solutions of Ethoxylated Sorbitan Esters, Materials Science, v.9, 2003, 187-190.
• 9. Sułek M.W., Wasilewski T.: Właściwości tribologiczne kompozycji smarowych zawierających alkilopoliglukozydy, Tribologia, 2/2002, (182), 741-753.
• 10. Boschkova K., Kronberg B., Rutland M., Imae T.: Study of thin surfactant films under shear using the tribological surface force apparatus, Tribology International 34, (2001), 815-822.
• 11. Ratoi M., Spikes H.A.: Lubricating properties of aqueous surfactant Solutions, Tribology Transactions, 42, (1999), 479-486.
• 12. Patrick H. N., Warr G. G.: Self-assembly structures of nonionic surfactants at graphite-solution interfaces. 2. Effect of polydispersity and alkyl chain branching, Colloids and Surfaces, 162, (2000), 149-157.
• 13. Kunieda H., Kaneko M., López-Quintela M.A., Tsukahara M.: Phase behavior of a mixture of poly(isoprene)-poly(oxyethylene) diblock copolymer and poly(oxyethylene) surfactant in water, Langmuir 20, (2004), 2164-2171.
• 14. Liljekvist P., Kronberg B.: Comparing dodecyl-β-maltoside and octaethyleneglycol mono n-decyl ether in mixed micelles with dodecyl benzenesulfonate. 1. Formation of mixed micelles, Journal of Colloid and Interface Science, 222, (2000), 159-164.
• 15. Berni M.G., Lawrence C.J., Machin D.: A review of the rheology of the lamellar phase in surfactant systems, Advances in Colloid and Interface Science, 98, (2002), 217-243.
• 16. Müller S., Börschig C., Gronski W., Schmidt C., Roux D.: Shear-induced states of orientation of the lamellar phase of C12E4/water, Langmuir, 15, (1999), 7558-7564.
• 17. Fairhurst C.E., Fuller S., Gray J., Holmes M.C., Tiddy G.J.: Lyotropic Surfactant Liguid Crystals, Handbook of Liquid Crystals, Wiley-VC, 1996.
• 18. Meyers D.: Surface, Interface and Colloids, Willey - VCH, 1999.
• 19. Somasundaran P., Krishnakumar S.: Adsorption of surfactants and polymers at the solid-liquid interface, Colloids and Surfaces, 123-124, (1997), 491-513.
• 20. Somasundaran P., Huang L.: Adsorption/aggregation of surfactants and their mixtures at solid-liquid interfaces, Advances in Colloid and Interface Science, 88, (2000), 179-208.
• 21. Warr G.G.: Surfactant adsorbed layer structure at solid/solution interfaces: impact and implications of AFM imaging studies, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 5, (2000), 88-94.
• 22. Patrick H. N., Warr G.G.: Self-assembly structures of nonionic surfactants at graphite-solution interfaces. 2. Effect of polydispersity and alkyl chain branching, Colloids and Surfaces, 162, (2000), 149-157.
• 23. Grant L.M., Ederth T., Tiberg F.: Influence of surface hydrophobicity on the layer properties of adsorbed nonionic surfactants, Langmuir, 16, (2000), 2285-2291.
• 24. Ducker W. A., Grant L.M.: Effect of substrate hydrophobicity on surfactant surface-aggregate geometry, J. Phys. Chem., 100, (1996), 1507-1511.
• 25. Fuerstenau D.W., Colic M.: Self-association and reverse hemimicelle formation at solid-water interfaces in dilute surfactant solutions, Colloids and Surfaces, 146, (1999), 33-47.
• 26. Levitz P.E.: Adsorption of non ionic surfactants at the solid/water interface, Colloids and Surfaces, 205, (2002), 31-38.
• 27. Levitz P.E.: Non-ionic surfactants adsorption: structure and thermodynamics, Geoscience, 334, (2002), 665-673.
• 28. Luciani L., Denoyel R., Rouquerol J.: Poly(ethoxy) anionie surfactants: micellization and adsorption at the solid-liquid interface, Colloids and Surfaces, 178, (2001), 297-312.
• 29. Piekoszewski W., Szczerek M., Wulczyński J.: Urządzenie typu trzpień-tarcza do badań tribologicznych w podwyższonych temperaturach, Tribologia, 5-6, (1997), 826-832.
• 30. Bator A., Dobrodziej J., Kozioł S., Lech J., Michalczewski R., Piekoszewski W., Tuszyński W., Wiśniewski M., Wojtuński M., Wulczyński J.: Metody i urządzenia testowe do badania tarcia i zużycia, Tribologia i Tribotechnika, Wyd. IteE, (2000), 306-332.