The Influence of Biocarbon Additives on Grease Functionality

• Autorzy: Molenda Jarosław , Pawelec Zbigniew , Pawelec Ewa , Kaźmierczak Bernadetta

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.3739

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatków biowęglowych na właściwości funkcjonalne smarów plastycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of tests on tribological and physicochemical properties of plastic greases, in which the dispersing phase was highly refined mineral oil and the dispersed phase (thickener) lithium stearate. The functional additives were biocarbon, which were obtained in the pyrolysis process of waste of natural origin, i.e. stems with corn leaves, wheat straw, flax straw, and cherry stones. The compositions containing 5% m/m biocarbon were prepared. Their evaluated on the functional properties of plastic greases was assessed. Tribological characteristics of the greases compositions were determined using the T-02 tester in accordance with the requirements of the subject standards. The effect of biocarbon used on anti-wear (Goz) and anti-seizing (Pt, poz) plastic greases was determined. An assessment was also made of the effect of plant biocarbon on changes in basic physicochemical properties of the composition of plastic greases, i.e. penetration, dropping temperature, and thermo-oxidative stability. It was found that some of the biocarbon significantly improve the tribological properties of plastic greases without significantly affecting the change of key physicochemical parameters. The most beneficial impact of the tested additives on the operational properties of plastic greases was observed when using biocarbon from wheat straw. In some cases, a lower oxidative resistance of biocarbon grease is observed compared to grease without the addition of biocarbon.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych i fizykochemicznych smarów plastycznych, w których fazą dyspergującą był wysokorafinowany olej mineralny, a fazą zdyspergowaną (zagęszczaczem) stearynian litu, dodatkami funkcyjnymi były biowęgle otrzymane w procesie pirolizy odpadów pochodzenia naturalnego tj. łodyg wraz z liśćmi kukurydzy, słomy pszenicznej, paździerzy lnianych i pestek wiśni. Sporządzono kompozycje zawierające 5% m/m biowęgli i oceniono ich wpływ na właściwości funkcjonalne otrzymanych smarów plastycznych. Charakterystyki tribologiczne kompozycji smarowych wyznaczono z wykorzystaniem testera T-02 zgodnie z wymaganiami norm przedmiotowych. Określono wpływ zastosowanych biowęgli na właściwości przeciwzużyciowe (Goz) i przeciwzatarciowe (Pt, poz) opracowanych smarów plastycznych. Dokonano także oceny wpływu biowęgli pochodzenia roślinnego na zmiany podstawowych właściwości fizykochemicznych kompozycji smarów plastycznych, tj. penentrację, temperaturę kroplenia i stabilność termooksydacyjną. Stwierdzono, że niektóre z biowęgli zdecydowanie poprawiają właściwości tribologiczne smarów plastycznych, nie wpływając istotnie na zmianę kluczowych parametrów fizykochemicznych. Najkorzystniejszy wpływ badanych dodatków na właściwości eksploatacyjne smarów plastycznych zaobserwowano w przypadku zastosowania biowegli ze słomy pszenicznej. W niektórych przypadkach obserwuje się niższą odporność oksydacyjną smarów biowęglowych w porównaniu ze smarem bez dodatku biowęgla.

Słowa kluczowe

EN

plastic greases; graphite greases; biocarbon greases; biomass pyrolysis; biocarbon additives; tribological properties

PL

smary plastyczne; smar grafitowy; smary biowęglowe; piroliza biomasy; dodatki biowęglowe; właściwości tribologiczne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 2
• Strony: 47--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Molenda Jarosław

• Łukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies

autor

Pawelec Zbigniew

• Łukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies

autor

Pawelec Ewa

• Łukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies

autor

Kaźmierczak Bernadetta

• Łukasiewicz Research Network – Institute for Sustainable Technologies

Bibliografia

• 1. Czarny R.: Plastic greases, Scientific and Technical Publishers, 2004 [in Polish].
• 2. Szczerek M., Wiśniewski M.: Tribology and tribotechnics. Publisher of the Institute of Sustainable Technologies, Radom 2000 [in Polish].
• 3. Zajezierska A.: Biodegradable plastic greases, Scientific works of the Oil and Gas Institute Cracow 2016 [in Polish].
• 4. Płaza S., Margielewski L., Celichowski G.: Introduction to tribology and tribochemistry. Publisher University of Lodz, Lodz 2005 [in Polish].
• 5. Krawiec St.: Compositions of plastic and solid greases in the friction process of steel machine nodes, Publishing of the Wroclaw University of Technology Wroclaw 2011 [in Polish].
• 6. Prashant Nagare, Hari Kudal.: A Taguchi Approach on Influence of Graphite as an Anti-Wear Additive on the Performance of Lithium Grease. Procedia Manufacturing 20, 2018, pp. 487–492.
• 7. Matthew Alberts, Kyriaki Kalaitzidou, Shreyes Melkote: An investigation of graphite nanoplatelets as lubricant in grinding. International Journal of Machine Tools & Manufacture 49, 2009, pp. 966–970.
• 8. Zhi-Lin Cheng, Xi-Xi Qin.: Study on friction performance of graphene-based semi-solid grease. Chinese Chemical Letters 25, 2014, pp. 1305–1307.
• 9. Hebda M.: Friction, lubrication and wear processes of machines, Publisher of the Institute of Sustainable Technologies Warsaw – Radom 2007 [in Polish].
• 10. Molenda J., Swat M., Wolszczak M.: The chemical structure and microstructure of biocarbon obtained pyrolytically from vegetable waste. Chemical Industry 2018, 97, 8, pp. 1380–1386 [in Polish].
• 11. Szczerek M., Tuszyński W.: Tribological studies. Seizure. Publishing by ITeE, Radom 2000 [in Polish].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).