Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of graphene additive on the tribological properties of bionic lubricant compositions tested by thE SRV method

Molenda Jarosław, Michalczewski Remigiusz

Tribologia

|

2019

|

nr 6

47--56

EN

The aim of the study was to investigate the effect of the addition of graphene dispersion on anti-wear properties of bionic lubricant compositions based on aqueous sodium hyaluronate solutions. Tribological tests were carried out using a SRV tester, enabling the tests to be carried out in conditions of linear oscillating movement of the bullet-shield type association in which the ball was made of aluminium oxide and the disc was made of bearing steel 100Cr6. For research, a 0.5% solution of sodium hyaluronate in water (composition BSS2) was chosen, which was the base to which the graphene additive was introduced. During the main stage of work, three lubricant compositions were tested, i.e., as well as BSS2 solution, into which 0.05% m/m or 0.1% m/m graphene oxide was introduced, respectively. The study allowed the observation of a clear anti-wear effect associated with the introduction of graphene preparations into the hyaluronan base, manifested in a change in the trend of the graph of the coefficient of friction over time. In addition, a reduction in the volume wear of friction node components was found. Based on the analysis of tribological research results, it was found that the anti-wear effect of the lubricant on the friction elements of the steel-ceramic material combination increases with increasing the content of the graphene preparation in the lubricant composition.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku dyspersji grafenowej na właściwości przeciwzużyciowe bionicznych kompozycji smarowych na bazie wodnych roztworów hialuronianu sodu. Badania tribologiczne przeprowadzono, stosując tester SRV, umożliwiający realizację testów w warunkach liniowego ruchu oscylacyjnego skojarzenia typu kula–tarcza, w którym kula wykonana była z tlenku aluminium, a tarcza ze stali łożyskowej 100Cr6. Do badań wybrano 0,5-procentowy roztwór hialuronianu sodu w wodzie (kompozycja BSS2), stanowiący bazę, do której wprowadzano dodatek grafenowy. Podczas zasadniczego etapu prac testowano trzy kompozycje smarowe, tj., kompozycję BSS2, a także roztwór BSS2, do którego wprowadzono odpowiednio 0,05% m/m lub 0,1% m/m tlenku grafenu. Przeprowadzone badania pozwoliły na zaobserwowanie wyraźnego efektu przeciwzużyciowego związanego z wprowadzeniem preparatów grafenu do bazy wodno-hialuronianowej, przejawiającego się zmianą trendu wykresu zależności współczynnika tarcia w czasie. Ponadto stwierdzono redukcję zużycia objętościowego elementów węzła tarcia. Na podstawie analizy wyników badań tribologicznych stwierdzono, iż efekt przeciwzużyciowego oddziaływania substancji smarowej na elementy trące skojarzenia materiałowego stal–ceramika wzrasta wraz z podwyższaniem zawartości preparatu grafenowego w kompozycji smarowej.

2

Tribological properties and tribochemical conversion of bionic lubricants based on sodium hyaluronate

Molenda J.

Tribologia

|

2018

|

nr 1

71--80

EN

The aim of the study was to investigate the influence of the sodium hyaluronate in water on the tribological properties of the composition as well as an instrumental analysis of changes in the molecular structure of the bionic lubricant during friction. Tribological tests were carried out using a MCR 102 rheometer in a ball-plate combination made of bearing steel. Based on the recorded friction coefficient values, it was found that a significant improvement in friction conditions may be achieved using a composition containing 0.5% (m / m) of sodium hyaluronate in water. In this case, the value of the friction coefficient can be even below 0.1. This effect was also reflected in the minimization of material loses by about 24% compared to the wear of a friction pair lubricated only with water. During friction, the active component of the lubricant is subjected to tribo-chemical conversion and the resulting products are deposited on the working surfaces of the friction pair. The chemical structure of the resulting products was examined using SEM/EDS, XPS and FTIR. It was found that the active chemical moieties undergoing chemical conversion are the oxygen and nitrogen functional groups present in sodium hyaluronate.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu stężenia soli sodowej kwasy hialuronowego w wodzie na właściwości tribologiczne kompozycji oraz instrumentalna analiza zmian struktury cząsteczkowej zastosowanego bionicznego środka smarowego przebiegających podczas tarcia. Badania tribologiczne przeprowadzono za pomocą reometru MCR 102 w skojarzeniu typu kula–płytki, wykonanym ze stali łożyskowej. Na podstawie zarejestrowanych przebiegów współczynnika tarcia stwierdzono, iż istotną poprawę warunków tarcia uzyskano w przypadku stosowania kompozycji zawierającej 0,5% (m/m) hialuronianu sodu w wodzie. W tym przypadku wartość współczynnika tarcia może wynosić nawet poniżej 0,1. Efekt ten przekłada się też na minimalizację zużycia materiałowego o około 24% w porównaniu z zużyciem węzła smarowanego jedynie wodą. Podczas tarcia zastosowany aktywny komponent środka smarowego podlega konwersji tribochemicznej, a powstające produkty są deponowane na roboczych powierzchniach węzła tarcia. Strukturę chemiczną powstających produktów zbadano za pomocą SEM/EDS, XPS oraz FTIR. Stwierdzono, iż aktywnymi ugrupowaniami strukturalnymi podlegającymi konwersji chemicznej są tlenowe i azotowe grupy funkcyjne, obecne w hialuronianie sodu.

3

Rheological properties of bionic lubricant compositions

Molenda J.

Tribologia

|

2017

|

nr 6

53--58

EN

The aim of the study was to investigate the rheological properties of aqueous solutions of sodium hyaluronate (molecular weight 1.0-1.8 MDa) in 0.1, 0.5, and 1.0% w/w compositions. The tests were performed using a rotary rheometer MCR 101 (Anton Paar), in a plate-cone measuring system, at 20 °C. Flow curves, viscosity curves, hysteresis loops, as well as the dependence of the conservative modulus G’ and the loss modulus G’’, depending on the oscillation frequency, were recorded. The compositions tested showed non-Newtonian liquid properties thinning by shear, and the viscoelastic properties were determined by the concentration of hyaluronan in water. For compositions with a concentration of 0.1% w/w and 0.5% w/w, the viscosity and elasticity of the compositions varied periodically by the oscillation frequency. On the other hand, the 1% w/w composition exhibits the dominance of elastic over the viscous properties in over the tested oscillation range. It is envisaged that such compositions may be considered as potential bionic lubricants for medical applications.

PL

Celem pracy było zbadanie właściwości reologicznych wodnych roztworów hialuronianu sodu (o masie cząsteczkowej 1,0-1,8 MDa), w kompozycjach o stężeniach 0,1, 0,5 i 1,0% m/m. Badania przeprowadzono za pomocą reometru rotacyjnego MCR 101 (firmy Anton Paar), w układzie pomiarowym typu płytka-stożek, w temperaturze 20°C. Zarejestrowano krzywe płynięcia, krzywe lepkościowe, pętle histerezy, a także zależności modułu zachowawczego G’ i modułu stratności G” w zależności od częstotliwości oscylacji. Badane kompozycje wykazywały cechy cieczy nienewtonowskich, rozrzedzanych ścinaniem, a właściwości lepko-sprężyste były determinowane stężeniem hialuronianu w wodzie. W przypadku kompozycji o stężeniach 0,1% m/m i 0,5% m/m udział cech lepkich i sprężystych zmienia się okresowo pod wpływem częstotliwości oscylacji. Natomiast w przypadku kompozycji 1% w całym badanym zakresie oscylacji kompozycja wykazuje przewagę właściwości sprężystych nad lepkimi. Przewiduje się, że tego typu kompozycje mogą być rozważane jako potencjalne bioniczne środki smarowe do zastosowań medycznych.