Received: январь, 2012

DOI 547.416

Fluorine Notes, 2012, 80, 5-6

Антифрикционные свойства фторсодержащих сложных эфиров полиолов

Т.И. Горбунова ^а*, Д.Н. Бажин^а, А.Я. Запевалов^а, Л.Г. Коршунов^б, И.В. Бекетов^в, В.И. Салоутин^а

^а Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук,
620990, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской/Академическая, 22/20,
e-mail: gorbunova@ios.uran.ru

^б Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук,
620990, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18,
e-mail: korshunov@imp.uran.ru

^в Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук,
620016, Екатеринбург, ул. Амундсена,106,
e-mail: beketov@iep.uran.ru

Аннотация. Синтезированы равновесные смеси фторсодержащих сложных эфиров на основе полиолов: триметилолпропана, неопентилгликоля и полиэтиленгликоля (ПЭГ-1000). Полученные продукты использованы в качестве добавок (1 мас. %) к индустриальным маслам. Установлено, что наибольший вклад в улучшение антифрикционных свойств минерального масла вносит добавка смесей эфиров с полифтороксаалкильным заместителем C₃F₇OCF(CF₃)CF₂OCF(CF₃). Обсуждены некоторые аспекты возможной адсорбции фторсодержащих сложных эфиров на стальной поверхности. Все равновесные смеси синтезированных эфиров являются перспективными стабилизаторами суспензий наноразмерного порошка меди (1 мас. %) в индустриальном масле. Полученные суспензии улучшают противоизносные свойства аустенитной хромсодержащей стали.

Ключевые слова: перфторполиалкилсодержащие простые и сложные эфиры, добавки к смазочным маслам, коэффициент трения, интенсивность изнашивания, наноразмерный порошок меди.

1 Введение

Известно, что фторсодержащие органические соединения, имея улучшенные по сравнению с нефторированными аналогами вязкостно-температурные характеристики, более высокие термическую стабильность и стойкость к окислению, в условиях трения обладают низким значением коэффициента трения и проявляют превосходные противоизносные свойства. Наибольшую популярность среди фторсодержащих жидких смазочных материалов приобрели  известные зарубежные марки перфторполиэфиров (PFPE) Krytox, Fomblin и Demnum. В зависимости от условий эксплуатации они могут быть снабжены различными концевыми группами – функциональными и нефункциональными. Так, например, Fomblin Z03 содержит концевые нефункциональные группы OCF₃, Fomblin Z-DOL и Demnum SA – реакционноспособные CH₂OH-группы, Fomblin Z-DIAC – карбоксильную группу COOH [1]. В то же время использование PFPE ограничено, так как известно, что в условиях трения при высокой температуре (около 300°С) они диспропорционируют с выделением фторангидридов [2,3]. Образование соединений с высокой реакционной способностью влияет на процесс трения двояко. Часть выделившихся при диспропорционировании продуктов расходуется на образование солей металлов на поверхностях трения, что ингибирует образование оксидов металлов [4] и улучшает процесс трения за счет мономолекулярного слоя соли, сильно связанного с поверхностью из чистого металла [5], а остаток подвергается дальнейшим окислительным процессам, в результате которых антифрикционные характеристики используемых PFPE резко ухудшаются. На термическое разложение PFPE влияет как молекулярная масса эфиров, так и природа концевых групп [6]. Следовательно, PFPE нуждаются в антиоксидантных добавках, а поверхности трения при использовании PFPE должны быть выполнены из материалов, устойчивых к коррозии [3,5,7-9]. Предпочтительно применение PFPE на металлических поверхностях, выполненных из стали и алюминия [8,10-13].

Логичным было бы применение PFPE в качестве добавок к минеральным маслам. Однако PFPE обладают крайне олеофобными структурами и не смешиваются со средами углеводородной природы. Следовательно, в случае использования фторсодержащих веществ в качестве добавок к минеральным маслам необходимы соединения, содержащие углеводородный олеофильный фрагмент.

Положительный эффект применения добавок к смазочным материалам зависит от природы пленки, образовавшейся на поверхности трения за счет адсорбции, хемосорбции или трибохимических реакций.

Перспективными с этой точки зрения являются сложные эфиры на основе фторсодержащих карбоновых кислот и полиолов. Цель работы - синтез таких объектов и исследование их антифрикционных свойств.

2 Экспериментальная часть

2.1 Материалы

Реагенты.
Полиолы. Триметилолпрпопан (2-этил-2-(гидроксиметил)-1,3-пропандиол) (продукт компании Alfa Aesar Co.) с чистотой 98%; 2,2-диметил-1,3-пропандиол (неопентилгликоль) (продукт компании Alfa Aesar Co.) с чистотой 97%; полиэтиленгликоль с ММ 1000 (ПЭГ-1000) (продукт компании Merck Co.).

Перфторкарбоновые кислоты (C₄F₉COOH, C₆F₁₃COOH, ClC₈F₁₆COOH) и тример окиси гексафторпропилена (C₃F₇OCF(CF₃)CF₂OCF(CF₃)COF) отечественного производства с чистотой 98%.

Индустриальное масло.
В исследовании использовано масло марки И-20, за рубежом классифицируется как масло с классом вязкости 32 (DIN 51 516) по ISO 3448-75.

Сталь.
В качестве поверхности трения использована аустенитная сталь марки 12Х18Н9, за рубежом классифицируется как austenitic steel A2 (AISI304). Состав стали: C 0.12%, Cr 17-19%, Ni 8-10%, Si 0.8%, Mn 2.0%, S 0.02%, P 0.035%. Такой выбор стали создает жесткий режим граничного трения вследствие повышенной пластичности металлической поверхности, что приводит к разрушению смазочных слоев при более низких температурах и повышает склонность стали к схватыванию [10].

Наноразмерный порошок Cu.
Порошок меди получен методом электрического взрыва проволоки (ЭВП) [14]: диаметр медной  проволоки - 0.4 мм, длина взрываемого отрезка - 90 мм. Индуктивность разрядного контура - 0.4 мкГ. Емкость конденсаторной батареи - 4,8 мкФ, зарядное напряжение - 30 кВ, что обеспечивало при ЭВП необходимый перегрев металла. Удельная энергия сублимации меди - 47,8 Дж/мм3. Взрывы проволоки производились в аргоне при давлении 0.12 МПа с частотой 0.5 Гц с непрерывной подачей проволоки.

Измерение площади удельной поверхности порошка меди (метод BET) проведено на автоматизированной сорбционной установке Micromeritics Tristar (США), величина показателя – 7.22 м²/г.

Рентгенофазовый анализ (XRD) проведен на рентгеновской установке D8 Discover X-ray Diffractometer with Gadds (Bruker AXS, Германия). По данным XRD порошок меди после хранения в течение 1 года содержит 78 мас. % меди, остальное – оксид меди(I) (Cu₂O). Размер области когерентного рассеяния (средний размер кристаллита) меди составляет 56 нм (рисунок 1).

Рис. 1. Данные просвечивающей микроскопии наноразмерного порошка меди

2.2 Синтез фторсодержащих сложных эфиров

К расплаву 0.05 моль полиола прибавляют 0.05 моль фторкарбоновой кислоты (C₄F₉COOH, C₆F₁₃COOH, ClC₈F₁₆COOH), две капли H₂SO₄(конц.) и перемешивают 4 ч при температуре 100°С. Затем вносят 10%-ный содовый раствор до рН 7.

При использовании тримера окиси гексафторпропилена (C₃F₇OCF(CF₃)CF₂OCF(CF₃)COF) добавления минеральной кислоты не требуется.

Далее в случае эфиров на основе триметилолпропана и неопентилгликоля органический слой отделяют, несколько раз промывают водой, сушат CaCl₂; в случае эфиров на основе ПЭГ-1000 реакционную смесь экстрагируют CHCl₃ (2х50 мл, 1х30 мл), органический слой промывают водой, сушат CaCl₂, CHCl₃ отгоняют.

2.3 Анализ фторсодержащих сложных эфиров

ИК спектры зарегистрированы на спектрофотометре Perkin–Elmer "Spectrum One B". Спектры ЯМР ¹H и ¹⁹F записаны на спектрометре «Bruker DRX 400», рабочие частоты 400.1 МГц (1Н) и 376.5 МГц (19F), внутренние стандарты - Me₄Si и C₆F₆ соответственно. Элементный анализ выполнен с помощью автоматического анализатора Perkin–Elmer «CHN РЕ 2400».

Хромато-масс-спектрометрические измерения проведены с использованием прибора Agilent 7890A MS 5975C Inert XL, кварцевой капиллярной колонки HP-5-MS (30 м х 0.26 мм х 0.25 мкм). Начальная температура колонки 60 °С (выдержка 2 мин), нагрев со скоростью 10 °С /мин до 290 °С (выдержка 20 мин). Температура испарителя 250 °С. Газ-носитель – гелий, деление потока 1:50. Энергия ионизации 70 эВ.

2.4 Методика трибологических исследований

Исследования величины коэффициента трения (f) и интенсивности изнашивания (І_h) проведены при комнатной температуре по схеме «палец-пластина» в условиях трения скольжения при возвратно-поступательном движении пальца по пластине, обработанной приготовленными составами масел с синтезированными добавками (1 мас. %).

Палец и пластина представляют собой параллелепипеды, изготовленные из одноименной аустенитной хромсодержащей стали 12Х18Н9. Размеры пальца – 7х7х20 мм, пластины – 60х40х10 мм. Скорость скольжения пальца по пластине – 0.07 м/сек, длина пути трения пальца – 80 м (~ 1000 двойных ходов пальца).

Рабочие поверхности пальцев и пластин прошлифованы механически, класс шероховатости – 8. Перед испытанием пальцы и пластины тщательно обезжирены. Перед началом движения пальца на пластину пипеткой нанесена капля объемом 100 мкл приготовленных составов.

Коэффициент трения (f) определен как отношение силы трения (F) к нормальной нагрузке (N) по формуле:

f = F / N

Сила трения (F) измерена с помощью упругого элемента (стального кольца) с закрепленными на нем тензометрическими датчиками. Показания записаны на ленте электронного потенциометра КСП-4. Нормальная нагрузка (N) - 294 Н.

Интенсивность изнашивания (І_h) пальцев рассчитана по формуле:

I_h = ∆Q / ρ•L•S ,

где ∆Q – потеря массы образца-пальца, г; ρ – плотность материала образца, г/см³; L – путь трения, см, S – геометрическая площадь контакта, см².

Потери массы (∆Q) определены взвешиванием обезжиренных после испытаний образцов-пальцев на аналитических весах с точностью до 0.0001 г.

3 Результаты и обсуждение

3.1 Синтез сложных эфиров.

Ранее было показано, что благоприятными условиями для получения неполного сложного эфира (моноэфира A) на основе ПЭГ-600 и олеиновой кислоты являются соотношение олеиновая кислота:ПЭГ-600, равное 1:4, температура 130 °С и применение катализатора (цеолит-β, Nafion или п-толуолсульфокислота) [15]. При соотношении олеиновая кислота:ПЭГ-600, равным 1:1, в качестве побочного продукта образуется полный сложный эфир (диэфир B) (схема 1).

Схема 1

Для целей нашей работы важно, чтобы не все НО-группы полиолов были проэтерифицированы перфторкарбоновыми кислотами, а лишь их часть. Присутствие в молекулах неполных сложных эфиров гидроксильных групп обеспечивает эфирам полярные свойства, что проявляется в высокой степени сродства с металлическими поверхностями [16-18]. Кроме того, для эфиров на основе ПЭГ характерно дополнительное увеличение работы адгезии за счет простых эфирных кислородов, находящихся в полимерной цепи.

Используя классическую методику процесса этерификации (при катализе минеральной кислотой), нами намеренно вводился в реакционную смесь недостаток C₄F₉COOH, C₆F₁₃COOH, ClC₈F₁₆COOH и C₃F₇OCF(CF₃)CF₂OCF(CF₃)COF по отношению к полиолам (соотношение кислота (или фторангидрид):полиол = 1:1). Данный прием применен для того, чтобы получить равновесные смеси полных и неполных сложных эфиров (схема 2).

Схема 2

Из известных структурных аналогов, полученных в работе эфиров, можно отметить полный сложный эфир на основе триметилолпропана и гептановой кислоты C₂H₅C(CH₂OC(O)C₆H₁₃)₃, коммерческое название MIL-L-7808J. Этот эфир зарекомендовал себя как термостабильный смазочный материал для газовых турбин и эксплуатируется сегодня при сравнительно высоких температурах (~ 300^oC) [19-21]. Кроме того, неполные сложные эфиры на основе ПЭГ, триметилолпропана, неопентилгликоля, пентаэритрита и дикарбоновых кислот являются полупродуктами для получения материалов, улучшающих дисперсионно-вязкостные характеристики смазочных масел [22].

Даже обычное механическое смешение полиолов и карбоновых кислот приводит к синергетическим эффектам в процессе улучшения трибологических свойств масел, как это было показано в случае высших ПЭГ [23]. Все эти факты предсказывают положительное влияние новых соединений (I-XI) на антифрикционные свойства масел.

3.2. Определение состава смесей.

Количественное содержание эфиров (I-VIII) установлено с помощью ГХ-МС по методу внутренней нормализации [24], соединений (IX-XI) – с помощью ЯМР ¹Н, ¹⁹F и элементного анализа (таблица 1). На рисунке 2 представлены спектры ЯМР ¹Н и ¹⁹F смеси соединений (IXa,b).

Таблица 1. Количественное содержание индивидуальных эфиров в смесях

Данные анализа производных ПЭГ-1000.

Смесь полиэтиленгликоля перфторпентаноата (IXa) и полиэтиленгликоля диперфторпентаноата (IXb). Вазелинообразное вещество желтоватого цвета, выход 76% (в расчете на соединение (IXa)). ИК спектр, ν, см^-1: 3474 (ОН), 2887 (С-Н), 1782 (С=О), 1359, 1342, 1319, 1280, 1239, 1206, 1113 (С-О-С, С-F). Спектр ЯМР ¹Н [(CDCl₃, δ, м.д.]: 3.73 (м, все Н, (ОСН₂СН₂)_n), 4.53 (м, 1Н, ОН). Спектр ЯМР ¹⁹F (CDCl₃, δ, м.д., J/Гц): 35.36 (м, 2F, CF₃CF₂), 38.22 (м, 2F, CF₃CF₂CF₂), 43.13 (м, 2F, CF₂C(O)), 80.91 (т.м, 3F, CF₃, J_F-F 9.6). Найдено, %: С 44.97, Н 7.10, F 14.44. C₄₉H₈₉F₉O₂₄. Вычислено, %: С 47.72, Н 7.27, F 13.86.

Смесь полиэтиленгликоля перфторгептаноата (Xa) и полиэтиленгликоля диперфторгептаноата (Xb). Вазелинообразное вещество белого цвета, выход 78% (в расчете на соединение (Xa)). ИК спектр, ν, см^-1: 3472 (ОН), 2885 (С-Н), 1781 (С=О), 1358, 1343, 1324, 1280, 1241, 1209, 1146, 1113 (С-О-С, С-F). Спектр ЯМР ¹Н [(CDCl₃, δ, м.д.]: 3.76 (м, все Н, (ОСН₂СН₂)_n), 4.54 (м, 1Н, ОН). Спектр ЯМР ¹⁹F (CDCl₃, δ, м.д., J/Гц): 35.69 (м, 2F, CF₃CF₂), 39.02 (м, 2F, CF₃CF₂CF₂), 39.17 (м, 2F, CF₂CF₂C(O)), 39.98 (м, 2F, CF₃(CF₂)₂CF₂), 43.39 (м, 2F, CF₂C(O)), 81.08 (т, 3F, CF₃, J_F-F 9.5). Найдено, %: С 43.18, Н 6.79, F 20.56. C₅₁H₈₉F₁₃O₂₄. Вычислено, %: С 45.95, Н 6.73, F 18.52.

Смесь полиэтиленгликоля 2,4,4,5,7,7,8,8,9,9,9-ундекафтор-2,5-бис(трифторметил)-3,6-оксанонаата (XIa) и полиэтиленгликоля бис(2,4,4,5,7,7,8,8,9,9,9-ундекафтор-2,5-бис(трифторметил)-3,6-оксанонаата) (XIb). Вазелинообразное вещество белого цвета, выход 73% (в расчете на соединение (XIa)). ИК спектр, ν, см^-1: 3470 (ОН), 2883 (С-Н), 1783 (С=О), 1356, 1341, 1323, 1282, 1247, 1200, 1159, 1118 (С-О-С, С-F). Спектр ЯМР ¹Н [(CDCl₃, δ, м.д.]: 3.68 (м, все Н, (ОСН₂СН₂)_n), 4.53 (м, 1Н, ОН). Спектр ЯМР ¹⁹F (CDCl₃, δ, м.д., J/Гц): 16.56 (м, 1F, C₃F₇OCF), 30.22 (д.м, 1F, CFC(O), J_F-F 20.1), 32.15 (м, 2F, CF₃CF₂), 77.40 (м, 1F, CFFOCF(CF₃)C(O)), 79.58 (м, 3F, CF(CF₃)C(O)), 80.13 (м, 2F, CF₃CF₂CF₂), 80.46 (м, 3F, CF(CF₃)CF₂O), 81.76 (м, 3F, CF₃CF₂CF₂), 82.76 (д.м, 1F, CFFOCF(CF₃)C(O), J_F-F 146.2). Найдено, %: С 41.44, Н 6.31, F 24.09. C₅₃H₈₉F₁₇O₂₆. Вычислено, %: С 43.45, Н 6.12, F 22.04.

Рис. 2 Спектры ЯМР ¹⁹F (а) и ¹Н (b) смеси сложных эфиров (IXa) и (IXb)

3.3 Данные трибологических испытаний.

В исследовании установлено, что синтезированные смеси сложных эфиров на основе триметилолпропана, неопентилгликоля и ПЭГ-1000 хорошо совмещаются с индустриальными маслами при механическом перемешивании. Исключение составляют смеси на основе тримера ОГФП (IV,VIII,XI), для которых требуется ультразвуковое диспергирование для образования их эмульсии в масле углеводородной природы (диспергатор – УЗДН 2Т, время диспергирования – 2 мин при интенсивности 9 ед. и синхронизации 0).

Для изучения антифрикционных свойств полученных смесей приготовлены составы на основе масла (99 мас. %) и соединений (I-XI) (1 мас. %) и измерены их коэффициенты трения (f) и интенсивность изнашивания (I_h). Для каждого значения f и I_h проведено по четыре параллельных измерения, среднеквадратическое отклонение составляет не более 3 %. Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2. Антифрикционные характеристики смазочных материалов на основе масла

Анализ данных таблицы 2 показывает, что с увеличением длины фторалкильного радикала в молекулах фторсодержащих эфиров на основе одно и того же полиола улучшаются антифрикционные характеристики всего состава смазочного материала. Это совпадает с данными работ [25,26], в которых установлено, что в пределах одного семейства смазочных материалов при испытаниях в однотипных условиях коэффициент трения понижается с увеличением молекулярной массы смазки, так как при более высокой молекулярной массе поверхностные слои являются более стабильными.

В ряду производных ПЭГ-1000 (IX-XI) наблюдается некоторая аномалия (рисунок 3). Для них наибольшим эффектом улучшения трибологических характеристик обладает масло с добавкой смеси (XI): установившийся f снижен более чем в четыре раза, а I_h – на два порядка. Очевидно, что основную роль здесь играет совокупность нескольких факторов:

- антифрикционные испытания проведены при комнатной температуре и относительно невысокой скорости возвратно-поступательного движения пальца по пластине. Следовательно, в данных условиях нет значительного повышения температуры трущихся поверхностей, и диспропорционированием исследуемых добавок можно пренебречь;

- адсорбция молекул смеси (XI) на металлической поверхности значительно выше, чем в случае остальных эфиров. Закрепление молекул добавок (XIa-b) происходит за счет двух фрагментов - длинного эфироалкильного и перфтороксаалкильного [2,11] (рисунок 4). Эфиры на основе триметилолпропана и неопентилгликоля с перфторалкильными заместителями (I-III,V-VII) адсорбируются лишь за счет НО-групп, а эфиры (IX,X) – только за счет эфироалкильного заместителя;

- с фактором закрепления молекул добавок на стальной поверхности в противоречие вступает эффект их десорбции [27]. В случае соединений (XIa-b) перфтороксаалкильный фрагмент молекул закреплен на стальной поверхности слабо, но его адсорбции, очевидно, достаточно для того, чтобы создать целостный смазочный слой, способствующий улучшению антифрикционных характеристик.

- эфиры (XIa-b), обладая достаточной длиной и разветвленным строением перфторированной части, создают более благоприятные условия граничного трения, чем эфиры с перфторалкильными заместителями, удерживая у поверхности стали большее количества масла.

a)       b)         c)

Рис. 3. Изображения стальных пластин после процесса трения в присутствии индустриального масла с добавками смесей сложных эфиров IXa,b- XIa,b: a) соединения IXa,b; b) соединения Xa,b; c) соединения XIa,b. Фотографии обработаны цветовыми фильтрами. Зеленым цветом указаны дефекты, образовавшиеся в процессе трения.

Рис. 4. Факторы закрепления смеси фторсодержащих сложных эфиров XIa-b на стальной поверхности

Для PFPE марок Krytox and Fomblin известно, что при их использовании с увеличением нагрузки коэффициент трения возрастает [10]. Так, например, установившийся f для Krytox при нагрузке 3.5Н составляет примерно 0.13, а при нагрузке 8.4Н – 0.17. Представленные нами исследования проведены при сравнительно высоких нагрузках – 294Н, при этом установившиеся f сопоставимы с данными работы [10], полученными при значительно более низких нагрузках и при использовании PFPE в качестве смазочных материалов, а не добавок. Следовательно, синтезированные в работе смеси сложных эфиров (I-XI) являются конкурентоспособными с другими типами добавок.

В последние годы широкое развитие получила технология улучшения противоизносных свойств смазочных масел за счет введения в них наноразмерных порошков металлов, обладающих “mending effect” [28]. Обычно используют мягкие металлы, чаще всего - медь. Основным препятствием здесь является организация устойчивой суспензии порошка металла в маслах. Для устранения этой проблемы необходимо либо заранее модифицировать поверхность металла, например, органическими соединениями [29], либо вместе с вносимым в масло металлом добавить эффективный стабилизатор суспензии [28].

Синтезированные смеси эфиров (I-XI), обладая свойствами улучшения антифрикционных параметров масел, имеют также высокую суспендирующую способность, создавая устойчивые в течение длительного времени (несколько месяцев) дисперсии наноразмерного порошка Cu в минеральном масле. Отметим, что для создания устойчивых дисперсий на основе индустриальных масел, наноразмерной Cu и смесей (I-XI) достаточным является умеренное ультразвуковое диспергирование (время диспергирования – 2 мин при интенсивности 9 ед. и синхронизации 0). Сведения об антифрикционных характеристиках полученных суспензий приведены в таблице 3.

Таблица 3. Антифрикционные параметры составов с медью

Исследование величин f приготовленных реметаллизирующих составов показывает, что введение наноразмерного порошка Cu фактически не влияет на улучшение f, что объясняется возникновением неблагоприятного смешанного типа режима граничного трения стальной пары. Значительное влияние на f оказывает количество стабилизатора: увеличение содержания смеси (I) в 5 раз приводит фактически к пятикратному снижению f (примеры # 1,2 таблица 3).

Исследование І_h реметаллизирующих составов указывает на положительное влияние присутствия наноразмерной Cu в примерах # 3,4 (таблица 3): данный показатель снизился на один порядок по сравнению с примерами # 9,10 из таблицы 2 . В случае смеси (XI) показатель І_h увеличился более чем в два раза (см. пример # 11 в таблице 2).

4 Выводы

Таким образом, синтезированные в работе смеси сложных эфиров на основе фторкарбоновых кислот (фторангидрида) и полиолов являются универсальными добавками к маслам углеводородной природы, одновременно проявляя положительные антифрикционные характеристики и стабилизирующие свойства по отношению к нанодисперсным порошкам Cu.

Наибольшим эффектом улучшения антифрикционных свойств масел с добавками из предложенных в работе соединений обладают сложные эфиры с перфтороксаалкильным заместителем (IV, VIII, XI). При этом наличие полярных атомов кислорода в цепи фторированного заместителя благоприятно сказывается на сродстве всей молекулы добавки к металлической поверхности, увеличивая работу адгезии и создавая более целостную смазочную пленку на металлической поверхности трения.

Относительно худшими износоустойчивыми свойствами обладают добавки смесей эфиров на основе ПЭГ-1000 и карбоновых кислот с перфторалкильными заместителями (IX, X).

Введенный в состав смазочных материалов наноразмерный порошок Cu способствует улучшению противоизносных свойств аустенитной хромсодержащей стали.

Работа выполнена при финансовой поддержке Уральского отделения РАН .

Библиографический список

1. Dai Q., Vurens G. Lubricant Distribution on Hard Disk Surfaces: Effect of Humidity and Terminal Group Reactivity // Langmuir. 1997. Vol.13. N 16. P. 4401-4406.
2. Kasai P.H. Perfluoropolyethers: Intramolecular Disproportionation // Macromolecules. 1992. Vol. 25. N 25. P. 6791-6799.
3. Fultz G.W., Scott O.S., Chen L.S., Eapen K.C. Stabilization of a linear perfluoropolyalkylether fluid // Tribol. Lett. 1998. Vol. 5. N 4. P. 287-291.
4. Zhu J., Liu W., Chu R., Meng X. Tribological properties of linear phosphazene oligomers as lubricants // Tribol. Int. 2007. Vol. 40. P. 10-14.
5. Eapen K.C. Additive structural changes during oxidation/corrosion testing of a perfluoropolyalkylether lubricant // Tribol. Lett. 1997. Vol. 3. N 3. P. 283-287.
6. Li L., Jones P.M., Hsia Y.-T. Effect of chemical structure and molecular weight on high-temperature stability of some Fomblin Z-type lubricants // Tribol. Lett. 2004. Vol. 16. NN 1-2. P. 21-27.
7. John P.J., Lianga J., Cutler J.N. Surface activity of high-temperature perfluoropolyalkylether oil additives // Tribol. Lett. 1998. Vol. 4. NN 3-4. P. 277-285.
8. Cutler J.N., Sanders J.H., Fultz G.W., Eapen K.C. The effect of thermal stressing on perfluoropolyalkylethers at elevated temperatures // Tribol. Lett. 1998. Vol. 5. N 4. P. 293-296.
9. Trivedia H.K., Sabab C.S., Givan G.D. Thermal stability of a linear perfluoropolyalkylether in a rolling contact fatigue tester // Tribol. Lett. 2002. Vol. 12. N 3. P. 171-182.
10. Cheong C.U.A., Stair P.C. In situ studies of the lubricant chemistry and frictional properties of perfluoropolyalkyl ethers at a sliding contact // Tribol. Lett. 2001. Vol. 10. NN 1-2. P. 117-126.
11. Kasai P.H., Raman V. Perfluoropolyethers with dialkylamine end groups: ultrastable lubricant for magnetic disk application // Tribol. Lett. 2002. Vol. 12. N 2. P. 117-122.
12. Jianbin L., Mingchu Y., Chaohui Z., Guoshun P., Shizhu W. Study on the cyclotriphosphazene film on magnetic head surface // Tribol. Int. 2004. Vol. 37. P. 585-590.
13. Veldhuis S.C., Dosbaeva G.K., Benga G. Application of ultra-thin fluorine-content lubricating films to reduce tool/workpiece adhesive interaction during thread-cutting operations // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2007. Vol. 47. P. 521-528.
14. Kotov Y.A., Rhee C.K., Beketov I.V., Bagazeyev A.V., Demina T.M., Murzakayev A.M., Samatov O.M., Timoshenkova O.R., Medvedev A.I., Shtols A.K. Production of Copper Nanopowders by Electric Explosion of Wire-Study of Their Oxidation during Storage and Heating in Air // J. Metast. Nanocrystal. Mater. 2003. NN 15-16. P. 343-348.
15. Hamida S.B.A., Abdullaha F.Z., Ariyanchiraa S., Mifsudb M., Iborrab S., Corma A. Polyoxyethylene esters of fatty acids: an alternative synthetic route for high selectivity of monoesters // Catal. Today. 2004. Vol. 97. N 4. P. 271–276.
16. Tao Z., Bhushan B. Bonding, degradation, and environmental effects on novel perfluoropolyether lubricants // Wear. 2005. Vol. 259. P. 1352-1361.
17. Palacio M., Bhushan B. Surface potential and resistance measurements for detecting wear of chemically-bonded and unbonded molecularly-thick perfluoropolyether lubricant films using atomic force microscopy // J. Colloid. Interface Sci. 2007. Vol. 315. P. 261-269.
18. Palacio M., Bhushan B. Nanotribological properties of novel lubricants for magnetic tapes // Ultramicroscopy. 2009. Vol. 109. P. 980-090.
19. Trivedi H.K., Saba C.S., Carswell L.C., Gschwender L.J., Snyder C.E. Behavior of perfluoropolyalkylethers under simulated dynamic bearing conditions // Tribol. Lett. 1998. Vol. 5. NN 2-3. P. 211-222.
20. Trivedia H.K., Forsterb N.H., Saba C.S. Rolling contact fatigue testing of a 3 cSt polyolester lubricant with and without TCP and DODPA/PANA at 177 ^oC // Tribol. Lett. 2004. Vol. 16. N 3. P. 231-237.
21. Padmaja K.V., Rao B.V.S.K., Reddy R.K., Bhaskar P.S., Singh A.K., Prasad R.B.N. 10-Undecenoic acid-based polyol esters as potential lubricant base stocks // Ind. Crops. Prod. 2011. Vol. 35. P. 237-240.
22. Lange R.M. Dispersant-viscosity improvers for lubricating oil compositions // Eur. Patent. 1996. N 0 730 022 B1.
23. Wan Y., Xue Q., Cao L. Tribological Properties of some Water-Based Lubricants containing Polyethylene Glycol under Boundary Lubrication Conditions // J. Synth. Lubr. 2006. Vol. 13. N 4. P. 375-380.
24. Первова М.Г., Кириченко В.Е., Горбунова Т.И., Запевалов А.Я., Салоутин В.И. Синтез и хромато-масс-спектрометрические особенности фторсодержащих сложных эфиров триметилолпропана // Журнал общей химии. 2008. Т. 78. Вып. 9. С. 1469-1475.
25. Izumisawa S., Jhon M.S. Stability analysis of ultra-thin lubricant films with chain-end functional groups // Tribol. Lett. 2002. Vol. 12. N 1. P. 75-81.
26. McGuiggan P.M., Gee M.L., Yoshizawa H., Hirz S.J., Israelachvili J.N. Friction Studies of Polymer Lubricated Surfaces // Macromolecules. 2007. Vol. 40. N 6. P. 2126-2133.
27. Lim M.S., Yun Y., Gellman A.J. Interaction of Alcohols and Ethers with a-CFx Films // Langmuir. 2006. Vol. 22. N 3. P. 1086-1092.
28. Liu G., Li X, Qin B., Xing D., Guo Y., Fan R. Investigation of the mending effect and mechanism of copper nano-particles on a tribologically stressed surface // Tribol. Lett. 2004. Vol. 17. N 4. P. 961-966.
29. Zhou J., Wu Z., Zhang Z., Liua W., Xue Q. Tribological behavior and lubricating mechanism of Cu nanoparticles in oil // Tribol. Lett. 2000. Vol. 8. N 4. P. 213–218.

 

Материал рекомендован к публикации членом редколлегии А.Я. Запеваловым

Fluorine Notes, 2012, 80, 5-6