Badanie interakcji w binarnej kompozycji dodatków aktywnych tribologicznie

• Autorzy: Molenda J. , Grądkowski M.

Warianty tytułu

EN

Investigation of interactions between triboactive additives in binary composition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano właściwości smarne binarnej kompozycji triboaktywnych dodatków, tj. 3-alliloksy-1,2-prupanodiolu i kaprolaktamu w n-heksadekanie. Stwierdzono, że oba te dodatki wykazują działanie przeciwzużyciowe w układzie stal-stal podczas tarcia mieszanego. Synergiczne oddziaływanie binarnej kompozycji tych dodatków obserwowane jest jedynie w podwyższonej temperaturze (80°C) pracy węzła tarcia. W tych warunkach zachodzą procesy tribochemiczne, w wyniku których na powierzchni stali deponowane są produkty organiczne, zawierające w cząsteczce fragmenty strukturalne zastosowanych dodatków lub produktów powstających w wyniku ich utleniania. Na roboczych powierzchniach węzła tarcia wykrywane są przede wszystkim sole kwasów karboksylowych, związki chelatowe, estry i inne substancje zawierające grupy hydroksylowe oraz ugrupowania karbonylowe. Tego typu związki, chemisorbowane na roboczych powierzchniach tarcia wykazują zdolność obniżania zużycia o ponad 80% w porównaniu z czystym n-heksadekanem.

EN

It was investigated an influence of binary composition of triboactive additives: 3-allyloxy-l,2-propanediol and caprolactam on antiwear properties of the lubricant tested under the mixed friction conditions. The tribological tests were performed on a ball-on-disk machine T-11, in steel-steel system, at temperature 20°C and 80°C. A volume wear of the ball (arithmetic average of three parallel results) was used to determine antiwear efficiency of the tested lubricants as compared to n-hexadecane. It has been observed antiwear synergetic interactions between components of the composition at elevated temperature. This effect is connected with tribochemical product formation. To analyse a chemical structure of the products surface analytical techniques (SEM/EDS, FTIRM, SIMS) were applied. This analysis indicates the formation of organic products, especially: carboxylates, chelates, esters as well as other hydroxyl and carbonyl compounds. It has been also concluded that in molecular structure of the products there are no nitrogen atoms coming from caprolactam. Probably this additive converts either into products physically interacting with steel surface or into N-containing compounds which migrate from the friction zone. Other structural elements of the caprolactam containing carbon, oxygen and hydrogen can be steadily bonded with the surface. This compounds chemisorbed on friction surface reduce a wear about 80% in comparision to pure n-hexadecane.

Słowa kluczowe

PL

dodatki triboaktywne; przemiany tribochemiczne; redukcja zużycia; synergizm

EN

triboactive additives; tribochemical changes; wear reduction; synergism

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2002
• Tom: nr 5
• Strony: 1513--1525
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Molenda J.

• Instytut Technologii Eksploatacji, 26-600 Radom, ul. Pułaskiego 6/10

autor

Grądkowski M.

• Instytut Technologii Eksploatacji, 26-600 Radom, ul. Pułaskiego 6/10

Bibliografia

• 1. Owens R.S., Barnes W.J.: The use of unsaturated hydrocarbons as boundary lubricants for stainless steels. ASLE Trans., 1967, 10, 77-84.
• 2. Igari S., Mori S.: Lubricating properties of olefins for aluminum alloy and other metals. Jap. J. of Trib., 1993, 38, 7, 947-956.
• 3. Kajdas C, Molenda J., Makowska M., Grądkowski M.: Investigation of tribochemical behaviour of some unsaturated organic additives in steel contact. Proc. of Symp. on Lubricating Materials and Tribochemistry, Lanzhou, China, 1998, 83-94.
• 4. Molenda J., Kajdas C., Grądkowski M.: Study of chemical nature of organic compounds formed on rubbing surfeces lubricated by olefins. Proc. of 3rd International Symposium on Tribochemistry, Kraków 2001.
• 5. Igari S., Takigawa Y., Mori S., Yashimoto M.: Tribochemical reactions of 1-dodecene with aluminium. Jap. J. of Trib., 1993, 38, 12, 1587-1596.
• 6. Molenda J., Grądkowski M., Makowska M., Kajdas C.: Tribochemiczna charakterystyka wybranych związków winylowych w aspekcie oddziaływań przeciwzużyciowych. Tribologia, 1998, 3, 318-329.
• 7. Molenda J., Grądkowski M.: Wpływ budowy i stężenia nienasyconych związków eterowych na właściwości przeciwzużyciowe modelowych cieczy smarowych. Problemy Eksploatacji, 1999, 4, 135-144.
• 8. Kajdas C, Furey M., Kempiński R., Valentino J.: New condensation-type monomer combinations as ashless antiwear compositions. Proc. of Nordtrib 2000,Porvoo, 2000, 299-308.
• 9. Piekoszewski W., Szczerek M., Wulczyński J.: Urządzenie typu trzpień-tarcza do badań tribologicznych w podwyższonych temperaturach. Tribologia, 5-6, 1997, 826-832.
• 10. Hsu S.M. et al.: Tribochemistry induced by nano-mechanical scratches. Proc. of Int. Trib. Congr. Nagasaki (Japan), 2000, 25-30.
• 11. Nakayama K.: Triboemission of charged particles and resistivity of solids. Trib. Lett., 1999, 6, 37-40.
• 12. Matveewskij R.M, Bujanovskij I. A. I in.: Transition temperatures and tribochemistry of the surfaces under boundary lubrication. Wear, 1990, 136, s. 135-139.
• 13. Molenda J., Grądkowski M., Kajdas C., Makowska M.: Wpływ temperatury na antyzużyciowe oddziaływania tribochemiczne. Problemy Eksploatacji, 1998, 2, 207-216.
• 14. Molenda J., Grądkowski M., Kajdas C.: Przemiany tribochemiczne eteru allilowo-propylowego. Tribologia, 2000, 3, 499-507.
• 15. Lauer J.L.: Friction-generated surface deposits. Trib. Lett., 1999,7,129-135.
• 16. Zieliński W., Rajca A.: Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych. WNT, Warszawa 2000.
• 17. Brzyska W.: Sposoby koordynacji grupy karboksylowej w kompleksach metali z kwasami karboksylowymi. LAB, 2002, 1, 20-26.
• 18. Cygański A.: Metody spektroskopowe w chemii analitycznej. WNT, Warszawa 1997.
• 19. Rozancew E.G., Szolle W.D.: Chemia organiczna wolnych rodników. PWN, Warszawa 1985.
• 20. Kajdas C: Tribochemistry. Proc. of 2nd World Tribology Congress. Vienna 2001,39-46.