Rola oksyetylatów alkoholu oleilowego w kształtowaniu właściwości przeciwzatarciowych substancji smarowych na bazie wody

• Autorzy: Bocho-Janiszewska A. , Wasilewski T.

Warianty tytułu

EN

The role of ethoxylates of oleyl alcohol in controlling of antiseizure properties of water-based lubricants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu składu wodnych roztworów związków aktywnych powierzchniowo (oksyetylatów alkoholu oleilowego) na ich właściwości przeciwzatarciowe. Badaniom poddano kompozycje stanowiące micelarne roztwory wodne oksyetylatów alkoholu oleilowego o różnym stopniu oksyetylenowania: 2, 10 oraz 20. Skład kompozycji dobrano w taki sposób, by zawartość związków aktywnych powierzchniowo oraz wartość stałej równowagi hydrofilowo-lipofilowej (HLB) związków była dokładnie taka sama dla wszystkich kompozycji. Sporządzono dwie kompozycje: 1% wag. roztwór wodny oksyetylatu alkoholu oleilowego o stopniu oksyetylenowania równym 10 (1% AO-10) oraz 1% roztwór wodny zawierający mieszaninę oksyetylatów alkoholu oleilowego w stosunku 3:7 o stopniu oksyetylenowania odpowiednio: 2 i 20 (1% AO-M1). Wartość HLB związków użytych w obydwu kompozycjach była jednakowa i wynosiła 12. W celu zweryfikowania właściwości przeciwzatarciowych sporządzonych kompozycji smarowych wykonano badania tribologiczne wykorzystując tribometr T-02 (aparat czterokulowy). Analizowano zmiany momentu siły tarcia w funkcji liniowego przyrostu obciążenia węzła tarcia od 0 do 7,2 kN. Na podstawie uzyskanych zależności wyznaczono parametry: obciążenie zacierające (Pt), obciążenie zatarcia (Poz) oraz graniczny nacisk zatarcia (poz). Stwierdzono, że zastosowanie w kompozycji smarowej mieszaniny dwóch związków (1% AO-M1) wpływa na zwiększenie wartości Pt i poz o około 30% względem kompozycji opartej na jednym związku. Nie obserwowano istotnych różnic w wartościach Poz. Przypuszcza się, że różnice w wartościach ocenianych parametrów tribologicznych związane są ze zdolnością do tworzenia filmu smarowego o wyższym stopniu upakowania cząsteczek dodatku. Wpływa to bezpośrednio na zwiększenie trwałości takiego filmu smarowego, a co za tym idzie zwiększenie odporności warstwy smarowej na przerwanie.

EN

The influence of the composition of surfactants aqueous solutions (ethoxylates of oleyl alcohol) on their antiseizure properties is presented in the paper. Compositions of micellar aqueous solutions of ethoxylates of oleyl alcohol at ethoxylation degree 2, 10 and 20 were tested. The content of surfactant and the hydrophilic-lipophilic balance (HLB) was exactly the same for all the solutions. Two solutions were prepared: 1% aqueous solution of oleyl alcohol ethoxylate at ethoxylation degree 10 (denoted 1% AO-10) and 1% aqueous solution containing the mixture of ethoxylates of oleyl alcohol at ethoxylation degrees 2 and 20 in the proportion of 3:7 (denoted 1% AO-M1). The HLB value of the compounds applied in both solutions was the same, equal to 12. In order to verify the antiseizure properties of the lubricants the tests on T-02 tribometer (a four-ball machine) were performed. The moment of the friction force versus the linearly increasing load (from 0 to 7.2 kN) was analysed. On the basis of the relationships obtained the following parameters were evaluated: scuffing load (Pt), seizure load (Poz) and limiting pressure of seizure (poz). It was observed that application of the lubricant based on the mixture of two compounds (1% AO-M1) resulted in an increase of Pt and poz by approximately 30%, as compared to the lubricant based on one compound. No significant changes of Poz were recorded. It is supposed that the differences of the parameters assessed are caused by various packing of the additive molecules in the tribofilms formed. This directly affects the durability of the film and, furthermore, the break resistance of the lubricant layer.

Słowa kluczowe

PL

zacieranie; zatarcie; właściwości przeciwzatarciowe; oksyetylaty alkoholu oleilowego; substancje smarowe na bazie wody

EN

scuffing; seizure; antiseizure properties; ethoxylates of oleyl alcohol; water-based lubricants

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 1
• Strony: 27--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bocho-Janiszewska A.

autor

Wasilewski T.

• Politechnika Radomska, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, Katedra Chemii, Zakład Chemii Fizycznej i Nieorganicznej, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Yamamoto K., Matsukado K.: Effect of hydrogenated DLC coating hardness on the tribological properties under water lubrication, Tribology International, 39, (2006), 1609-1614.
• 2. Ratoi M., Spikes H.A.: Lubricating properties of aqueous surfactant solutions", Tribology Transactions, 42, 1999, 479-486.
• 3. Plaza S., Margielewski L., Celichowski G., Wesolowski R.W., Stanecka R.: Tribological performance of some polyoxyethylene dithiophosphate derivatives water solutions, Wear, 249, (2001), 1077-1089.
• 4. Sułek M.W., Wasilewski T.: Influence of critical micelle concentration (cmc) on tribological properties of aqueous solutions of alkyl polyglucosides, Tribology Transaction, 52, 2009, 12-20.
• 5. Sułek M.W., Wasilewski T., Zięba M.: Tribological and physical-chemical properties of aqueous solutions of cationic surfactants, Industrial Lubrication and Tribology, 62/5, 2010.
• 6. Sułek M.W., Wasilewski T.: Tribological properties of aqueous solutions of alkyl polyglucosides, Wear, 260, 2006, 193-204.
• 7. Wasilewski T., Sułek M. W.: Paraffin oil solutions of the mixture of sorbitan monolaurate-ethoxylated sorbitan monolaurate as lubricants, Wear, 261, (2), 2006, 230-234.
• 8. Sułek M.W., Bocho-Janiszewska A.: The effect of ethoxylated esters on the lubricating properties of their aqueous solutions, Tribology Letters, 24, 2006, s. 187-194.
• 9. Sułek M.W., Bocho-Janiszewska A., Jedynak R.: Właściwości tribologiczne wodnych roztworów oksyetylenowanych alkoholi laurylowych w różnych układach materiałowych, Tribologia, 4, (2005), 267-284.
• 10. Sułek M.W., Wasilewski T.: Antiseizure properties of aqueous solutions of compounds forming liquid crystalline structures, Tribology Letters, 18, 2005, 197-205.
• 11. Free M.L.: Understanding the effect of surfactant aggregation on corrosion inhibition of mild steel in acidic medium, Corrosion Science, 44, (2002), 2865-2870.
• 12. Laughlin, R.G.: Aqueous Phase Behavior of Surfactants, Academic Press: New York, 1994.
• 13. Schick M.J.: Nonionic Surfactants - Physical Chemistry, Marcel Dekker Inc, New York 1987.
• 14. Griffin W.C.: Classification of Surface-Active Agents by 'HLB, Journal of the Society of Cosmetic Chemists 1 (1949): 311.
• 15. Pasquali R.C., Sacco N., Bregni C.: The Studies on Hydrophilic-Lipophilic Balance (HLB): Sixty Years after William C. Griffin's Pioneer Work (1949-2009), Latin American Journal of Pharmacy, 28 (2009) 313-317.
• 16. Wanless E.J., Davey T.W., Ducker W.A.: Surface aggregate phase transitions, Langmuir, 13, (1997), 4223-4228.
• 17. Levitz P.E.: Adsorption of nonionic surfactants at the solid / water interface, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 205, 2002, 31-38.
• 18. Paria S., Khilar K.C.: A review on experimental studies of surfactant adsorption at the hydrophilic solid-water interface, Advances in Colloid and Interface Science, 110, (2004), 75-95.
• 19. Szczerek M., Tuszyński W.: Badania tribologiczne. Zacieranie, ITeE, Radom 2000.
• 20. Wasilewski, T.: Aqueous solutions of the mixtures of nonionic surfactants as modern ecological lubricants in: Surfactants in Tribology, G. Biresaw and K.L. Mittal (Ed.), CRC (Taylor & Francis), New York, pp. 355-388 (2008).
• 21. Pilpel N., Rabbani M.E.: Interfacial films in the stabilization of sunflower oil in water emulsions with nonionics, Journal of Colloid and Interface Science, 122, (1988), 266-273.