Contents

BADANIE WPŁYWU WYBRANYCH ESTRÓW KWASÓW DIKARBOKSYLOWYCH NA ZUŻYCIE UKŁADU TARCIOWEGO STAL-STAL

THE EFFECT OF SELECTED DICARBOXYLIC ACID ESTERS ON WEAR OF THE STEEL-ON-STEEL MATING ELEMENTS

Czesław KAJDAS, Mohamed AL-NOZILI, Ewa KĘDZIERSKA, Krystyna KARDASZ
Politechnika Warszawska, WBMiP, Instytut Chemii w Płocku

Słowa kluczowe: dodatki przeciwzużyciowe, mechanizm działania dodatków, estry kwasów dikarboksylowych, tribopolimeryzacja, połączenia chelatowe, tribochemia

Publikowane w: TRIBOLOGIA, nr 3, 1998, s. 339

Streszczenie

Wykonano syntezy oraz zbadano właściwości tribologiczne mono i diestrów różnych kwasów dikarboksylowych w celu wyjaśnienia mechanizmu ich działania przeciwzużyciowego. Zakładano, że możliwe jest wystąpienie trzech rodzajów mechanizmów. Estry mogą ulegać: tribopolikondensacji (tribopolimeryzacji), adsorpcji na powierzchni z utworzeniem soli żelazowej kwasu karboksylowego (mydła) oraz tworzyć wiązania chelatowe z metalem powierzchni. Uzyskane wyniki wykazały, że efektywność działania tych dodatków nie może być przypisana tylko jednemu z rozważanych mechanizmów.

WPROWADZENIE

Spośród licznej gmpy estrów kwasów dikarboksylowych niektóre są znane jako syntetyczne oleje bazowe, niektóre zaś wykazują właściwości dodatków przeciwzużyciowych.
Syntetyczne oleje bazowe są zazwyczaj estrami kwasów: adypinowego, azelainowego i sebacynowego [L. 1,2] i alkoholi jednowodorotlenowych, np. 2-etyloheksanol. Typowym olejem stosowanym w lotnictwie jest sebacynian di-2-etyloheksylu.
Przykładem estrowych dodatków przeciwzużyciowych są monoestry kwasów dikarboksylowych i dioli. Działanie tego rodzaju estrów wiąże się z koncepcją tribopolimeryzacji in situ zaproponowaną przez Furey'a [L. 3]. Według tej koncepcji dodatek zaadsorbowany na powierzchni w warunkach tarcia granicznego ulega polikondensacji tworząc warstewkę smarową, której usunięcie w wyniku tarcia nie powoduje zniszczenia powierzchni. Najbardziej efektywnym dodatkiem tego typu jest monoester kwasu dikarboksylowego C36 i glikolu etylenowego [L. 3], co wykazały również badania przeprowadzone w Polsce [L. 4].
W ostatnich latach wiele uwagi poświęcono badaniom zmierzającym do potwierdzenia hipotezy tribopolikondensacji. Stwierdzono [L. 5, 6], że oprócz możliwej polimeryzacji istotnym elementem mechanizmu działania przeciwzużyciowego tego dodatku jest tworzenie soli żelazowej kwasu karboksy lewego (mydła).
Dodatek ten jest także efektywny w redukcji zużycia materiałów ceramicznych [L. 7, 8], przy czym w określonych warunkach [L. 8] możliwa jest zarówno reakcja dodatku z powierzchnią tlenku glinu, jak i reakcja wolnej grupy hydroksylowej z grupą karboksylową kolejnej cząsteczki dodatku (tribopolikondensacja). Dobre działanie przeciwzużyciowe a-hydroksykwasów jest również przypisywane tribopolikondensacji [L. 9. 10], chociaż przedstawione dane eksperymentalne nie dokumentują wyraźnie, że proces polikondensacji jest dominujący.

CEL I TEZA PRACY

Przegląd literatury wyraźnie wskazuje na niekompletność danych potwierdzających proces tribopolikondensacji, w szczególności w odniesieniu do układu tarciowego stal-stal. Zatem celem tej pracy jest zbadanie trzech różnych grup funkcyjnych występujących w monoestrach kwasu dikarboksylowego i glikoli oraz ich roli w działaniu przeciwzużyciowym tych związków, przy uwzględnieniu różnych mechanizmów ich działania. Tak zaplanowany cel badań wynika z postawionej tezy pracy mówiącej, że bardzo dobre właściwości przeciwzużyciowe tego typu dodatków mogą być związane (oprócz wymienionych wyżej mechanizmów: tribopolikondensacji i tworzenia mydeł) również z oddziaływaniem grup funkcyjnych z powierzchnią, w szczególności zaś grupy estrowej będącej w bliskim sąsiedztwie grupy hydroksylowej. Ugrupowanie takie powinno tworzyć specyficzny i trwały film smarowy poprzez odpowiednie układy chelatowe z metalem powierzchni. Do badań wybrano estry, których budowa w połączeniu z charakterystyką przeciwzużyciową mogłyby dostarczyć informacji wskazujących na udział różnych mechanizmów działania dodatków. Ponadto zbadano estry zawierające wiązanie podwójne w celu rozważenia ewentualnego udziału tribopolimeryzacji typu winylowego (ponieważ monoester kwasu dikarboksylowego C35 i glikolu etylenowego zawiera wiązanie nienasycone).
Przy ustalaniu założeń przydatne były wyniki badań tribopolimeryzacji winylowej [L. 11] oraz tribopolikondensacji [L. 12].

CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

Substancje smarowe

Zgodnie z założeniem niniejszej pracy, do badań wybrano sześć różnych estrów, których budowa chemiczna może wyraźnie różnicować ich mechanizm działania przeciwzużyciowego. Nazwy i wzory strukturalne tych estrów, łącznie z opisem zakładanego mechanizmu ich działania zestawiono w TABELI l.
Syntezę estrów przeprowadzono w toluenie przy stechiometrycznej ilości substratów w obecności kwasu p-toluenosulfonowego jako katalizatora przy ciągłym odprowadzeniem wody z mieszaniny reakcyjnej. Ilość odprowadzonej wody odpowiadająca stechiometrii reakcji była sygnałem do przerwania procesu. Struktura otrzymanych produktów została potwierdzona na podstawie widm w podczerwieni.
Wszystkie estry badano w postaci roztworów w n-heksadekanie. Stosowano roztwory o stężeniu: 0,01; 0,1 i 1% (m/m). Dla porównania testom tribologicznym poddano także monoester kwasu dikarboksylowego C36 i glikolu etylenowego (MEC36G).

Tabela 1
Zestawienie zsyntezowanych estrów z uwzględnieniem zakładanego
rodzaju działania w warunkach tarcia

Nazwa i wzór uproszczonySkrót nazwyZakładany mechanizm działania
1Monoester kwas oktanodiowy - glikol 1,2-heksadekanowy

HOOC—(CH2)6—COOCH2CHOH(CH2)13CH3

MEDOGReakcja z powierzchnią poprzez grupę
—COOH oraz reakcja polikondensacji
w wyniku międzycząsteczkowej reakcji
grup —COOH z grupami —OH
2Monoester kwas oktanodiowy - alkohol C18

HOOC—(CH2)6—COOCH2(CH2)16CH3

MEDOAReakcja z powierzchnią poprzez grupę —COOH
4Diester kwasu maleinowy - alkohol C18

CH3(CH2)16CH2OOC(CH2)COOCH2(CH2)(CH2)16CH3

DEMALTribopolimery-
zacja addycyjna.		Adsorpcja na powierz-
chni poprzez niewiążące
pary elektronów tlenu w
grupach estrowych;
zakładana jest różnica
w zależności od
izomerii cis-trans i
konformacji
5Diester kwas furnarowy - alkohol C18

CH3(CH2)16CH2OOC(CH?)2COOCH2(CH2)16CH3

DEFUM
6Diester kwas bursztynowy - alkohol C18

CH3(CH2)16CH2OOC(CH2)2COOCH2(CH2)16CH3

DEBUR

Warunki prowadzenia testów tribologicznych

Ocenę właściwości przeciwzużyciowych estrów przeprowadzono za pomocą tribometru tarcza-trzpień (TESTER T-01M produkcji Zakładu Tribologii w Instytucie Technologii Eksploatacji w Radomiu) [L. 13].

Tabela 2
Warunki prowadzenia testów tribologicznych

Układ testującyWarunki prowadzenia testów
Układ materiałowystal-stal
Geometria układukulka na płaszczyźnie (umocowana na stałe kulka ślizgająca się po obracającej się tarczy)
Charakterystyka pary tribologicznejkulka ze stali ŁH15 o średnicy 0,315 mm, produkcji Zakładów Łożysk Tocznych „Iskra” w Kielcach;
dysk ze stali ŁH15 o średnicy 25,4 mm, grubości 7 mm
Sposób smarowaniasmarowanie zanurzeniowe
Dystans500 m
Prędkość0.25 m/s
Obciążeniel, 2 lub 3 kG

Przed każdym testem kulkę i dysk poddawano myciu w acetonie z zastosowaniem łaźni ultradźwiękowej w czasie 20 min. Po zakończonym teście określano średnicę śladu zużycia kulki za pomocą mikroskopu metalograficznego. Na podstawie pomiarów średnicy śladu zużycia kulki obliczano zużycie objętościowe kulki, a następnie określono redukcję zużycia kulki, wg następującego wzoru:

P =100% - [(d/o) 100%],

gdzie:

P - redukcja zużycia, % ;
d - zużycie objętościowe kulki przy zastosowaniu roztworu badanego związku w n-heksadekanie;
o - zużycie kulki przy zastosowaniu czystego n-heksadekanu;
(d/o) • 100% - zużycie względne.

WYNIKI BADAŃ

Charakterystyka chemiczna badanych estrów

Cząsteczka monoestru kwasu oktanodiowego i l ,2-heksadekanodiolu (MEDOG) zawiera wolną grupę karboksylową oraz hydroksylową; istnieje zatem potencjalna możliwość przebiegu reakcji polikondensacji intermolekularnej. Jednocześnie obecność niewiążących par elektronowych na atomach tlenu w ww. grupach oraz w grupie estrowej pozwala teoretycznie zarówno na adsorpcję na powierzchni, jak i tworzenie mydeł (dla grupy karboksylowej).
W porównaniu z monoestrem MEDOG, monoestcr kwasu oktanodiowego i oktadekanolu (MEDOA), jest pozbawiony wolnej grupy hydroksylowej; zatem wystąpienie reakcji polikondensacji nie jest w tym przypadku możliwe.
Diestry kwasów maleinowego i fumarowego (DEMAL, DEFUM) zawierają podwójne wiązanie, a tym samym wykazują potencjalną zdolność do tribopolimeryzacji addycyjnej. Jednocześnie związki te są izomerami geometrycznymi. Zakłada się, że DEMAL, z uwagi na ułożenie przestrzenne grup estrowych w pozycji cis, posiada lepsze możliwości adsorpcji na powierzchni metalu poprzez reakcję niewiążących par elektronowych tlenu w grupie estrowej (istnieje możliwość utworzenia „sześcioczłonowego pierścienia” w połączeniu z metalem powierzchni).
Diester kwasu bursztynowego (DEBUR) różni się od dwu poprzednich brakiem podwójnego wiązania, co uniemożliwia przebieg reakcji tribopolimeryzacji, nie wyklucza jednak adsorpcji na powierzchni (analogicznie jak w przypadku DEMAL). Zakładany mechanizm działania tych diestrów przedstawiono na RYS. 1-3 .
Rys. l. Zakładany mechanizm sorpcji diestru kwasu maleinowego na powierzchni metalu

Fig. l. Assumed sorption mechanism of the ester ofmaleinic acid on the metal surface

Rys. 2. Zakładany mechanizm sorpcji diestru kwasu fumarowego na powierzchni metalu

Fig. 2. Assumed sorption mechanism of the ester offumaric acid on the metal surface

Rys. 3. Zakładany mechanizm sorpcji diestru kwasu bursztynowego na powierzchni metalu

Fig. 3. Assumed sorption mechanism of the ester of succinic acid on the metal surface

Właściwości przeciwzużyciowe badanych estrów

Wyniki badań przeciwzużyciowych wszystkich estrów w stężeniu 0,01; 0.1 i 1% (m/m), przy trzech różnych obciążeniach, zestawiono w TAB. 3. Ze względu na bardzo małą rozpuszczalność estru MEDOG w n-heksadekanie, ester ten nie był badany w stężeniu 1%. Dla każdego roztworu wykonano 5 testów; odchylenia standardowe są umieszczone w TAB. 4

Tabela 3
Redukcja zużycia kulki w zależności od stężenia wprowadzanego związku oraz zastosowanego obciążenia

Rodzaj związkuRedukcja zużycia kulki [%]
Obciążenie, 1 kG
Stężenie [%]		Obciążenie, 2 kG
Stężenie [%]		Obciążenie, 3 kG
Stężenie [%]
0,010,110,010,110,010,11
Bez dodatku000000000
MEDOG8288*5585*5384*
MEDOA897388607071576662
MEC36G609056548756528655
DEFUM00550549101348
DEMAL62174213161223558
DEBUR01873182660183357
* związek nie rozpuścił się w n-heksadekanie

Tabela 4
Odchylenie standardowe

Rodzaj związkuOdchylenie standardowe
Obciążenie, 1 kG
Stężenie [%]		Obciążenie, 2 kG
Stężenie [%]		Obciążenie, 3 kG
Stężenie [%]
0,010,110,010,110,010,11
MEDOG1,71,1*2,23,4*4,34,2*
MEDOA2,44,50,93,82,22,74,54,84
MEC36G5,341,93,02,52,24,24,14,14,8
DEFUM2,709,234,404,58,53,55,34,7
DEMAL1,74,93,432,93332,44.4
DEBUR4,34,23,15,243,772,773,24,93,56

OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAŃ I WNIOSKI

Obciążenie 1kG

a. Monoestry

Efektywność działania monoestru kwasu dikarboksylowego C36 i 1,2-etanodiolu (MEC36G), opisywanego w literaturze jako dodatku działającego według mechanizmu tribopolikondensacji, zależy w znacznym stopniu od użytego stężenia. Najefektywniejsze działanie przeciwzużyciowe (redukcja zużycia materiału o 90%) zaobserwowano przy stężeniu 0.1% (RYS. 4).
Monoester kwasu oktanodiowego i 1,2 heksadekanodiolu (MEDOG) przy stężeniu 0.01 wykazuje lepsze właściwości przeciwzużyciowe (redukcja zużycia materiału o 82%) od monoestru kwasu dikarboksylowego C36 i 1,2-etanodiolu (redukcja zużycia materiału o 60%). Natomiast przy stężeniu 0.1% oba dodatki wykazały podobną efektywność (redukcja zużycia materiału o 88 i 90% odpowiednio dla MEDOG i MEC36G).
Dla monoestru kwasu oktanodiowego i oktadekanolu (MEDOA) obserwowano najefektywniejsze działanie przeciwzużyciowe (redukcja zużycia materiału o 89 i 88%) odpowiednio przy stężeniu 0.01 i 1%; jednak przy stężeniu 0.1% związek ten wykazał nieco gorszą efektywność. Związek ten nie posiada grup umożliwiających przebieg reakcji polikondensacji, zatem uzyskane wyniki wskazują, że polikondensacja intermolekularna nie może być rozpatrywana jako jedyny czynnik decydujący o skuteczności działania przeciwzużyciowego monoestrów.
Rys. 4. Redukcja zużycia kulki spowodowana działaniem badanych monoestrów (obciążenie 1kG)

Fig. 4. The ball wear reduction caused by action of used monoesters (load: l kG)

Zachowanie się dodatków zmienia się wraz z zastosowanym stężeniem, co należy przypisać zróżnicowaniu mechanizmów działania w zależności od stężenia. Wyniki powyższe wskazują na istotny udział reakcji wolnej grupy karboksylowej z powierzchnia (tworzenie mydeł). Większą efektywność działania MEDOA niż MEC36G można przypisać relatywnie większej zawartości grup karboksylowych, w stosunku do masy cząsteczkowej obydwu związków. W stężeniu 0,1% może rosnąć udział reakcji polikondensacji, na co wskazuje porównanie wyników uzyskanych dla MEDOG, MEDOA i MEC36G.

b. Diestry

Efektywność działania przeciwzużyciowego wszystkich diestrów wzrasta wraz ze wzrostem stężenia. W przypadku tych związków brak wolnych grup karboksylowych i hydroksylowych wyklucza przebieg reakcji polikondensacji, teoretycznie możliwa jest jednak reakcja polimeryzacji addycyjnej w przypadku diestrów kwasów maleinowego (DEMAE) i fumarowego (DEFUM), ze względu na obecności podwójnego wiązania (RYS. 5).
Rys. 5. Redukcja zużycia kulki spowodowana działaniem badanych diestrów (obciążenie 1kG)

Fig. 5. The ball wear reduction caused by action of used diesters (load: 1 kG)

Podobna efektywność działania przeciwzużyciowego diestru kwasu maleinowego i diestru kwasu bursztynowego pozwala sądzić, że udział reakcji polimeryzacji addycyjnej jest niewielki. Uzyskany efekt przeciwzużyciowy jest prawdopodobnie wynikiem adsorpcji cząsteczek na powierzchni metalu za pośrednictwem niewiążących par elektronowych na atomach tlenu grup estrowych; zwłaszcza, że istnieje tendencja zwiększenia tego efektu w miarę wzrostu stężenia.

Obciążenie 2 kG

a. Monoestry

Monoester kwasu dikarboksylowego C36 i 1,2-etanodiolu (MEC36G). przy tym obciążeniu zachowuje podobną zależność efektywności od stężenia jak przy obciążeniu l kG. Monoester kwasu oktanodiowego i 1,2--heksadekanodiolu (MEDOG) wykazuje porównywalne właściwości przeciwzużyciowe do MEC36G zarówno w stężeniu 0.01%, jak i 0.1%. Natomiast MEDOA w stężeniu 0,01 % i 1% jest bardziej efektywny niż MEC36G, co może świadczyć o uprzywilejowaniu reakcji z powierzchnia w tych stężeniach, podczas gdy przy stężeniu 0,1% zaznacza się wpływ reakcji tribopolikondensacji (RYS. 6).
Rys. 6. Redukcja zużycia kulki spowodowana działaniem badanych monoestrów (obciążenie 2 kG)

Fig. 6. The ball wear reduction caused by action ofused monoesters (load: 2 kG)

b. Diestry

Również przy tym obciążeniu efektywność wszystkich trzech diestrów wzrasta wraz ze wzrostem stężenia, przy czym w porównaniu z obciążeniem l kG obserwowano wzrost efektywności działania przy niższych stężeniach (0.01 i 0.1%) z jednoczesnym spadkiem efektywności działania przy stężeniu 1% (RYS. 7). Gorsza efektywność diestru kwasu fumarowego (DEFUM) w zestawieniu z nieco większą efektywnością diestrów kwasów maleinowego (DEMAE) i bursztynowego (DEBUR) z jednoczesnym niewielkim zróżnicowaniem wartości redukcji zużycia pomiędzy diestrem kwasu maleinowego i bursztynowego (redukcja zużycia odpowiednio: 21-61 i 18-60%) może świadczyć, że udział reakcji polimeryzacji addycyjnej jest niewielki lub żaden. Uzyskany efekt przeciwzużyciowy jest prawdopodobnie wynikiem adsorpcji cząsteczek na powierzchni metalu za pośrednictwem niewiążących par elektronowych na atomach tlenu grup estrowych.
Rys. 7. Redukcja zużycia kulki spowodowana działaniem badanych diestrów (obciążenie 2 kG)

Fig. 7. The ball wear reduction caused by action of used diesters (load: 2 kG)

Obciążenie 3 kG

a. Monoestry

Monoester kwasu dikarboksylowego C36 i 1,2-etanodiolu (MEC36G), oraz monoester kwasu oktanodiowego i 1,2-heksadckanodiolu (MEDOG) zachowały się identycznie jak przy obciążeniu 2 kG, natomiast obserwowano dalszy spadek efektywności działania monoestru kwasu oktanodiowego i oktadekanolu (MEDOA); można zatem wnioskować, że przy tym obciążeniu większy jest wpływ polikondensacji (RYS. 8).
Również przy tym obciążeniu obserwowano wzrost efektywności działania diestrów wraz ze wzrostem stężenia. Uzyskany efekt przeciwzużyciowy jest prawdopodobnie wynikiem adsorpcji cząsteczek na powierzchni metalu za pośrednictwem niewiążących par elektronowych na atomach tlenu grup karbonylowych estrów (szczególnie możliwość tworzenia „sześcioczłonowych pierścieni"), jak to przedstawiono na RYS. 1 i 3. Zwiększenie obciążenia wpływa pozytywnie na ten efekt (RYS. 9).
Rys. 8. Redukcja zużycia kulki spowodowana działaniem badanych monoestrów (obciążenie 3 kG)

Fig. 8. The ball wear reduction caused by action of used monoesters (load: 3 kG)

Rys. 9. Redukcja zużycia kulki spowodowana działaniem badanych diestrów (obciążenie 3 kG)

Fig. 9. The ball wear reduction caused by action ofused diesters (load: 3 kG)

PODSUMOWANIE

    Uzyskane wyniki badań pozwalają na sformułowanie następujących wniosków:
  • Efektywności przeciwzużyciowej estrów nie można uzasadnić istnieniem jednego mechanizmu, wspólnego dla wszystkich badanych związków.
  • Udział poszczególnych mechanizmów działania estrów w ostatecznym efekcie przeciwzużyciowym zmienia się zarówno w zależności od zastosowanego stężenia, jak i obciążenia.
  • W badanych warunkach najefektywniejsze są estry, których działanie można przypisać zarówno reakcji z powierzchnią, jak i wiązać z ewentualnym występowaniem mechanizmu tribopolimeryzacji.
  • Porównanie wyników badań diestrów kwasów fumarowego, maleinowego i bursztynowego wskazują na słuszność postawionej tezy dotyczącej tworzenia układów chelatowych.

LITERATURA

  1. Shubkin, R.L.: Synthetic lubricants and high performance functional fluid. Marcel Dekker, Inę. New York, Basel, Hong Kong 1993.
  2. Bartz W.J.: Comparison of Synthetic Fluids. Lub. Eng., 48 (1992), s. 765-774.
  3. Furey M.J.: The Formation of Polymeric Films Directly on Rubbing Surfaces to Reduce Wear. Wear, 26, 369-92, 1973.
  4. Kempiński R., Kędzierska E., Kardasz K., Konopka M., Wilkanowicz L.: Dodatki tribologiczne działające według mechanizmu tribopolimeryzacji. Część III, Tribologia, 1996, 6, s. 700-721.
  5. Furey M.J., Kajdas C., Ward T.C.: Hellgeth J.W.: Thermal and Catalytic Effects on Tribopolymerization as a New Boundary Lubrication Mechanism. Plenary Lecture 5th International Congress on Tribology, Helsinki, Finland, June 12-15, 1989; także publikowane w Wear, 136, 85-97, 1990.
  6. Kajdas C., Lafleche P.M., Furey M.J., Hellgeth J.W, Ward T.C.: A Study of Tribopolymerization under Fritting Contact Conditions. 8th International Colloquium Tribology 2000, Eslingen, 14-16 January 1992, 8.4-1 - 8.4-13.
  7. Furey M.J., Kajdas C.: Tribopolimeryzation as a novel approach to ceramic lubrication. in Proc. 4th Int. Sym. On Ceramic Materials and Componcnts for Engines, R. Carlsson, T. Johnansson, and L. Kahiman (eds.), Elsevier Applicd Science, London, 1992, pp. 1211-18.
  8. Furey M.J., Ghasemi H., Tripathy B.S., Kajdas C., Kempiński R., Hellgeth J.W.: Tribochemistry of the Antiwear Action of Dimer Acid/glycol Monoester on Aluinina. STEL Prepint 93-AM-6E-1, 1993.
  9. Masuko M., Ohmori T., Okabe H.: Anti-wear Propertics of Hydroxycarboxylic Acids with Straight Alkyl Chains. Tribology International August Vol.21 No 4, 1988, 199-203.
  10. Okabe H., Minami I., Kitamura H., Masuko M.: 2-Hydroxycarboxylic Acid as Novel Friction-polymer Type Additives. JSLE International Tribology Conference, Nagoya, Japan, Oct. 29-Nov. l, 1990, 1049-1054.
  11. Kąjdas C., Furey M.J., Kempiński R.: Tribopolimeryzation: II. NIRAM Applications to the Antiwear Action of Addition-Type Monomers. Proceedings of the 2nd Symposium 15-17 September 1997, Janowice, Poland, pp. 127-139.
  12. Furey M.J., Kąjdas C., Kempiński R.: Tribopolimeryzation: Surface Temperatures and the Antiwear Action of Condensation-Type Monomers. Proceedings of the 2nd Symposium 15-17 September 1997, Janowice, Poland. pp.115-125.
  13. Kempiński R., Kędzierska E., Kardasz K., Konopka M., Wilkanowicz L.: Dodatki tribologiczne do olejów działające według mechanizmu tribopolimeryzacji. Część I. Tribologia 1995, 3, s. 277-298.

Recenzent: Marian Włodzimierz SUŁEK

Summary

Syntheses and tribological properties of different mono and diesters of dicarboxylic acids were performed in order to explain the mechanism of their antiwear activity. There are supposed three possible mechanisms: tribopolycondensation (or tribopolymerization), adsorption and forming „soaps” in reaction with surface metal. Effectiveness of the esters was investigated with pin-on-disc device on steel-steel system. Analysis of obtained results showed that:
  1. it is impossible to explain the antiwear effectiveness of the tested compounds with only one mechanism:
  2. participation of each of mentioned above mechanisms changes in relation to concentration and load.
  3. the most effective are the esters for which mechanisms both tribopolycondensation and forming „soaps" are possible.
  4. comparison of results for diesters of following acids: fumaric, maleic and succinic shows that thesis of chelate forming is probably correct.