НОВЫЕ ПОДХОДЫ К СИНТЕЗУ ЭФФЕКТИВНЫХ МОДИФИКАТОРОВ ТРЕНИЯ НА ОСНОВЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ О.П.Паренаго Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН Круглый стол «Трибология в России; текущие проблемы и перспективы развития» 15 января 2009 г
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПРИСАДОК К МАСЛАМ АНТИОКСИДАНТЫ ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ ПРОТИВОЗАДИРНЫЕ АНТИФРИКЦИОННЫЕ (МОДИФИКТОРЫ ТРЕНИЯ) ВЯЗКОСТНЫЕ ДЕПРЕССОРНЫЕ ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ ДИСПЕРГИРУЮЩИЕ (МОЮЩИЕ) ДРУГИЕ
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ МОДИФИКАТОРЫ ТРЕНИЯ Области применения: Добавки к маслам, снижающие потери на трение Добавки к СОЖ Преимущества: Экономия топлива до 5% Низкая концентрация ( 500 ppm) Повышение качества масел Качество поверхности
Дисульфид молибдена MoS 2 природный минерал слоистая структура (тригональная призма), как у графита
Серосодержащие комплексы молибдена Диалкилдитиокарбаматы молибдена (с различными лигандами) Диалкилдитиофосфат молибдена
ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА КОМПЛЕКСОВ МОЛИБДЕНА 1.Синтезы многостадийные, низкий выход продуктов 2. Недостаточная воспроизводимость в различных синтезах 3. Необходимость использования тщательно осушенных и очищенных растворителей 4.Инертная атмосфера, отсутствие следов кислорода 5.Использование токсичных исходных реагентов (пента- сульфида фосфора, P 2 S 5 или сероуглерода, CS 2 )
Соединения молибдена как модификаторы трения
ОБЩАЯ ФОРМУЛА ДЕТЕРГЕНТНО- ДИСПЕРГИРУЮЩИХ (МОЮЩИХ) ПРИСАДОК [(R-SO 3 )Ca] k [Ca(OH 2 )] m [CaCO 3 ] n Начало производства – 50-е годы XX века Мировой объем производства – сотни тысяч тонн/год
Galsworthy, Hammond, Hone. Oil-soluble colloidal additives. Curr.Opin.Colloid Interface Sci., 2000, 5, 274 Карбонатное ядро Слой карбоната/гидроксида Слой ПАВ
Масло ПАВ CaO/CaCO 3 Антифрикционные присадки Детергентно-диспергирующие присадки Масло Модификатор MoS 3 ПОДХОД К СИНТЕЗУ
СПОСОБЫ СИНТЕЗА НАНОЧАСТИЦ Общий принцип - резкое изменение фазового состояния - распыление в вакууме; - термообработка; - облучение; - испарение; - диспергирование; - эмульгирование; - другое
Синтез наночастиц (схема 1)
МОДИФИКАЦИЯ ОБЩАЯ СХЕМА Создание микроэмульсии Реакция с H2SH2S Добавление модифицирующего агента Удаление ПАВ Выделение продукта
РАЗЛОЖЕНИЕ В ГОРЯЧЕЙ АМФИФИЛЬНОЙ МАТРИЦЕ (СХЕМА 2)
РАЗЛОЖЕНИЕ В ГОРЯЧЕЙ АМФИФИЛЬНОЙ МАТРИЦЕ
ДАННЫЕ РЕНТГЕНОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ (SAXS)
ИЗОБРАЖЕНИЯ АТОМНО- СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ
ТРИБОЛОГИЯ: ДАННЫЕ SRV
ТРИБОЛОГИЯ: CAMERON PLINT
СИНЕРГИЗМ ДЕЙСТВИЯ НАНО-MoS 3 И ДИТИОФОСФАТА ЦИНКА
ВЫВОДЫ Рассмотрена роль серосодержащих соединений молибдена в качестве модификаторов трения Предложены и реализованы пути синтеза растворимых в углеводородных средах наночастиц сульфидов молибдена На их основе создан новый класс антифрикционных присадок к смазочным маслам Продемонстрирована важная роль наноразмерных структур в развитии химии смазочных материалов
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ !