Мезоморфизм и триботехнические характеристики смазочных композиций с мезогенными присадками карбоксилатами меди (II)

Целью работы является характеризация смазочных композиций на основе Литола-24 и синтетического солидола с присадками типа карбоксилатов меди(II) при использовании их в узлах трения в условиях нагружения и температурного воздействия. Смазочные композиции с добавками в виде карбоксилатов меди(II) на основе синтетического солидола и Литола-24 образуют колончатые мезофазы в зависимости от термодинамических условий и концентрации присадок.

Методы. Смазочные композиции исследуются методом диэлектрической спектроскопии и поляризационной оптической микроскопии. Исследуемые СК испытаны на машинах трения предшествующими авторами, выполнившими их синтез и численные оценки геометрических параметров. Показано, что колончатая мезофаза, образуемая композициями с КМ, создает благоприятные трибологические условия смазки (снижение коэффициента трения в определенном диапазоне концентраций добавок и уменьшение износа) и в отличие от кристаллических фаз проявляет ориентационные эффекты на поверхности трущихся деталей машин и устройств.

Результаты. В измерениях получены основные диэлектрические характеристики двух сортов СК: диэлектрическая проницаемость и потери, электропроводность, тангенс угла потерь, построены функции Аррениуса и вычислены энергии активации изучаемых СК. Получены микрофотографии текстуры СК в зависимости от температуры и их состава. Подтверждены отличия в мезоморфных свойствах смазочных композиций с присадками валератом и изовалератом меди(II).

Заключение. Состав смазочной композиции оптимизируется выбором концентрации присадки, длиной мезогенной цепочки молекулы КМ и ее конформацией.

1. Акопова О. Б., Бобров В. И., Калинин А. А. Влияние мезогенных присадок на трибологические характеристики смазочных композиций // Известия РАН. Серия физическая. 1991. Т. 55, № 9. С. 1752–1756.

2. Усольцева Н. В., Акопова О. Б. Трибология и мезоморфизм // Физика, химия и механика трибосистем. 2011. № 10. С. 14–23.

3. Жидкие кристаллы: дискотические мезогены / Н. В. Усольцева, О. Б. Акопова, В. В. Быкова, А. И. Смирнова, С. А. Пикин; под ред. Н. В. Усольцевой. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2004. 546 с.

4. Карбоксилаты меди. Моделирование, синтез, мезоморфизм и трибологические свойства / О. Б. Акопова, В. Б. Лапшин, В. В. Терентьев, В. С. Богданов // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2012. Вып. 2 (40). С. 20–28.

5. Терентьев В. В., Акопова О. Б., Телегин И. А. Влияние карбоксилатов меди на основе валериановой и изовалериановой кислот на трибологические характеристики пластичных смазок // Жидкие кристаллы и их практичическое использование. 2016. Т. 16, № 2. С. 100–105. https://doi.org/0.18083/LCAppl. 2016.2.100.

6. Разработка и исследование антифрикционных и противоизносных дискотических мезогенных присадок для пластичных смазок машин и оборудования / В. В. Терентьев, О. Б. Акопова, А. М. Баусов, А. И. Герасимов, И. А. Телегин // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 3. С. 53–56.

7. Спектральные свойства карбоксилатов меди и опыт их применения в узлах трения сельскохозяйственной техники / В. В. Терентьев, О. Б. Акопова, И. А. Телегин, Л. В. Ельникова, Ю. М. Парунова // Аграрный вестник Верхневолжья. 2019. № 1 (26). С. 79–84.

8. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / пер. с англ. Л. В. Христенко; под рук. Ю. А. Пентина. М.: Мир, 1991. 536 с.

9. Синтез, строение и некоторые свойства изовалератов 3d-переходных металлов / Т. А. Мирная, И. И. Токменко, Г. Г. Яремчук, А. А. Пономаренко // Украинский химический журнал. 2009. Т. 75(1). С. 16–19.

10. Kleman M., Oswald P. Columnar discotic mesophases: elasticity, dislocations, instabilities // J. Physique. 1982. Vol. 43. P. 655–662.

11. Кац Е. И., Монастырский М. И. Фазовые превращения в дискотических жидких кристаллах // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. 1981. Т. 34 (1). С. 543–546.

12. Диэлектрические свойства смазочных композиций на основе солидола с присадками мезогенных карбоксилатов меди / Л. В. Ельникова, А. Т. Пономаренко, В. Г. Шевченко, В. В. Терентьев, О. Б. Акопова // Жидкие кристаллы и их практичическое использование. 2019. Т. 19, № 1. С. 70–78. https://doi.org/10.18083/LCAppl.2019.1.70.

13. Ельникова Л. В., Пономаренко А. Т., Шевченко В. Г. Релаксационные и диэлектрические свойства смазочных композиций на основе литола-24 с мезогенными присадками // Альтернативная энергетика и экология. 2018. № 10/12. С. 60–69. https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.10-12.060-069.

14. Блайт Э. Р., Блур Д. Электрические свойства полимеров. М.: Физматлит, 2008. 376 с.

15. Эме Ф. Диэлектрические измерения: для количественного анализа и для определения химической структуры / пер. с нем. Б. Н. Штиллера; под ред. И. И. Заславского. М.: Химия, 1967. 224 c.

16. Новик А., Берри Б. Релаксационные явления в кристаллах. М.: Атомиздат, 1975. 472 с.

17. Буяновский И. А., Самусенко В. Д. Граничная смазка как защита трибосопряжения от износа и заедания при жестком режиме работы // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2019. Т. 20, № 8. С. 379–384.

18. Влияние строения дискотических мезогенных присадок-карбоксилатов меди на свойства синтетических кальциевых смазок / В. В. Терентьев, О. Б. Акопова, В. Б. Лапшин, К. В. Субботин // Ремонт, восстановление, модернизация. 2011. № 4. С. 31–33.

19. Повышение надежности сельскохозяйственной техники за счет использования пластичных смазочных материалов с мезогенными присадками – карбоксилатами меди / В. В. Терентьев, О. Б. Акопова, И. А. Телегин, Н. В. Боброва // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2014. Т. 14(4). С. 97–102.

20. Терентьев В. В., Акопова О. Б., Телегин И. А. Влияние присадок из смесей карбоксилатов меди на трибологические характеристики пластичных смазок // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2015. Т. 15(4). С. 96–101.