BazTech - Yadda

1

The effect of water lubrication with addition of non-ionic and anionic surfactants on the wear of the friction pair with a concentrated contact

Zając G., Kuźnar M.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

115--123

EN

In order to minimize losses caused by friction, various technical solutions are applied. Most frequently, however, they are limited to proper lubrication. Two aspects of the problem have to be taken into consideration nowadays: ecology and an economic approach, which involves a possibility of the creation of the cheapest lubrication compositions. Therefore, new lubricants which have a neutral impact on the environment and are characterised by the lowest production costs and the highest effectiveness in the wear of co-operating elements are researched. The main purpose of this paper is an evaluation of the influence of water-based lubrication with an addition of non-ionic and anionic surface-active substances on the wear of a friction pair with a concentrated contact. Laboratory tests were carried out with the use of a T-02 four-ball wear tester and a digital microscope. A series of measurements were conducted in which a tribological connection was lubricated with water and a mixture of water and non-ionic and anionic surfactants of various mass concentrations in reference to water. The conducted research takes into account criteria connected with the minimization of the production costs of lubricating compositions and the minimization of their influence on the environment with a simultaneous limitation of the wear of the co-operating elements. The results obtained in the research enabled an analysis of the influence of the additions of detergents at various concentrations on water lubricating properties, water surface tension, and the volumetric wear of the analysed samples.

PL

W celu zminimalizowania strat wywołanych zjawiskiem tarcia stosowane są różnego rodzaju rozwiązania techniczne, jednak najczęściej ograniczają się do właściwego smarowania. Obecnie duży nacisk stawiany jest na ekologię. Również bardzo istotny jest aspekt ekonomiczny tego zagadnienia, a więc możliwość tworzenia jak najtańszych kompozycji smarowych. W związku z tym poszukiwane są nowe środki smarne o neutralnym wpływie na środowisko charakteryzujące się możliwie najniższymi kosztami produkcji i efektywnością w zakresie zużycia elementów współpracujących. Głównym celem prezentowanej pracy była ocena wpływu smarowania wodą z dodatkiem niejonowych oraz anionowych środków powierzchniowo czynnych na zużycie pary trącej ze stykiem skoncentrowanym. Badania laboratoryjne przeprowadzone zostały z użyciem m.in. aparatu czterokulowego T-02 oraz mikroskopu cyfrowego. Wykonano serie pomiarów, w których węzeł tribologiczny był smarowany wodą oraz mieszaniną wody z niejonowymi oraz anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi o różnym stężeniu wagowym względem wody. Przeprowadzone badania uwzględniają kryteria związane z minimalizacją kosztów pozyskania kompozycji smarowych oraz minimalizacją wpływu na otoczenie przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia współpracujących elementów. Uzyskane w badaniach wyniki pozwoliły na przeprowadzenie analizy wpływu dodatku detergentów o różnych stężeniach na właściwości smarne wody, napięcie powierzchniowe wody oraz zużycie objętościowe analizowanych próbek.

2

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

Bocho-Janiszewska A., Wasilewski T.

Tribologia

|

2011

|

nr 1

27-37

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.

3

Polimery kationowe jako efektywne dodatki do substancji smarowych na bazie wody

Sułek M. W., Wasilewski T., Sas W.

Tribologia

|

2011

|

nr 5

213-223

PL

Głównie ze względu na aspekty ekologiczne prowadzone są badania nad zastosowaniem wody jako bazy substancji smarowych. Trwają próby poprawy jej niekorzystnych właściwości tribologicznych i fizykochemicznych (np. działania korodującego) przez wprowadzanie dodatków. W prezentowanej pracy jako komponenty roztworów zaproponowano kationowe polimery wykazujące aktywność powierzchniową. Są nimi Polyquaternium-7 (PQ7, kopolimer chlorku diallilo dimetyloamoniowego i akryloamidu) i Polyquaternium-47 (PQ47, kopolimer kwasu akrylowego, chlorku metakryloamidopropylotrimetylo amoniowego oraz akrylanu metylu). Podjęta problematyka badawcza jest zgodna z aktualnymi tendencjami prezentowanymi w przedmiotowej literaturze. Postuluje się w niej nawet zastosowanie kationowych polimerów do smarowania ruchomych elementów w żywych organizmach. Przeprowadzono pomiary właściwości fizykochemicznych (napięcie powierzchniowe, lepkość) i tribologicznych (współczynnik tarcia, średnica skazy zużycia) w funkcji stężenia (1–5%) i obciążenia (10, 30 i 50 N). W tym celu wykorzystano Tribometr T-11 produkcji Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB w Radomiu. Stwierdzono wysoką efektywność działania obydwu kationowych polimerów na obniżanie oporów ruchu i zużycia. Stwierdzono nawet 3-krotne zmniejszenie współczynnika tarcia i 2,5-krotne obniżenie średnicy skazy. Dyskutowano wpływ rodzaju związku i jego stężenia oraz wartości stosowanych obciążeń na zmierzone wielkości.

EN

Studies on water as a lubricant base are being carried out primarily because of ecological considerations. Attempts are being made to improve its unfavourable tribological and physicochemical properties (e.g. corrosive action) by incorporating additives. In this paper, surface-active cationic polymers have been suggested as solution components. The polymers are Polyquaternium-7 (PQ7, a copolymer of diallyldimethylammonium chloride and acrylamide) and Polyquaternium-47 (PQ47, a terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethyl ammonium chloride and methyl acrylate). This subject of study is consistent with current tendencies found in the literature on the subject. The application of cationic polymers to the lubrication of movable elements of living organisms has even been suggested. Physicochemical properties (surface tension, viscosity) and tribological properties (friction coefficient, wear scar diameter) were measured as a function of concentration (1-5%) and load (10, 30 and 50 N). The measurements were carried out using a T-11 tribometer produced at the Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute in Radom. It was found that the two cationic polymers were highly effective in reducing motion resistance and wear. A threefold decrease in the coefficient of friction and a 2.5-fold reduction in wear scar diameter were found. The effects of the kind of compound and its concentration as well as the applied loads on the quantities measured are discussed.

4

Zmiany współczynnika tarcia w funkcji stężenia składnika aktywnego powierzchniowo, w substancjach smarowych na bazie wody

Sułek M.W., Wasilewski T.

Tribologia

|

2006

|

nr 4

123-137

PL

Celem pracy jest poszukiwanie nowych, efektywnych, obniżających opory ruchu dodatków do wody. Badaniom fizykochemicznym i tribologicznym poddane zostały wodne roztwory oksyetylenowanego laurylosiarczanu sodu (SLES), który charakteryzuje się wysoką aktywnością powierzchniową. Testy tribologiczne przeprowadzono z wykorzystaniem aparatu T-11, w którym trzpień był wykonany z poliamidu 6, a tarcza alternatywnie z poliamidu 6 lub ze stali ŁH15. Uzyskane wyniki wskazują jednoznacznie, że roztwory SLES-u zdecydowanie obniżają współczynnik tarcia dla skojarzenia materiałowego poliamid-poliamid i korelują one dobrze ze zwilżalnością powierzchni tego materiału przez wodne roztwory. Uzyskane rezultaty mogą być punktem wyjścia do komponowania substancji smarowych dla tych materiałów. Dla skojarzenia materiałowego poliamid-stal wyniki testów tribologicznych są negatywne. Współczynnik tarcia, dla badanych roztworów, jest wysoki i praktycznie brak jest wpływu stosowanego dodatku. Jako przyczynę niekorzystnych właściwości tribologicznych można upatrywać w znaczących różnicach we właściwościach mechanicznych poliamidu i stali.

EN

The purpose of the research is search for new, effective, motion resistance reducing additives to water. Physical-chemical and tribological tests were performed for aqueous solutions of ethoxylated sodium lauryl sulfate (SLES) which has high surface activity. The tribological tests were conducted using T-11 apparatus. The pin was made of polyamide, while the disk, either of polyamide or bearing steel. The results revealed unambiguously that SLES solutions significantly reduce friction coefficient in polyamide-polyamide contact. They are well-correlated to wettability of the material used. These results can be a starting point for preparing new lubricant compositions for these materials. On the contrary, the results obtained for polyamidesteel contact are negative. The friction coefficient is high and the impact of the additive was not observed. This can be explained by significant differences in mechanical properties of polyamide and steel.