НОВЫЕ ПОДХОДЫ К СИНТЕЗУ ЭФФЕКТИВНЫХ МОДИФИКАТОРОВ ТРЕНИЯ НА ОСНОВЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

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
MoS2
природный минерал
слоистая структура (тригональная призма),
как у графита

Серосодержащие комплексы молибдена
Диалкилдитиокарбаматы
молибдена
(с различными лигандами)
Диалкилдитиофосфат
молибдена

ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА КОМПЛЕКСОВ МОЛИБДЕНА
Синтезы многостадийные, низкий выход продуктов
2. Недостаточная воспроизводимость в различных синтезах
3. Необходимость использования тщательно осушенных и очищенных растворителей
Инертная атмосфера, отсутствие следов кислорода
Использование токсичных исходных реагентов (пента-сульфида фосфора, P2S5 или сероуглерода, CS2)

Соединения молибдена как модификаторы трения

ОБЩАЯ ФОРМУЛА ДЕТЕРГЕНТНО-ДИСПЕРГИРУЮЩИХ (МОЮЩИХ) ПРИСАДОК
[(R-SO3)Ca]k[Ca(OH2)]m[CaCO3]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/CaCO3
Антифрикционные присадки
Детергентно-диспергирующие присадки
Масло
Модификатор
MoS3
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 H2S
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-MoS3 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