Адсорбция ПАВ и смазочное действие

Трудности измерения адсорбции на границе твердое тело—раствор явились причиной того, что крайне интересная для выяснения механизма смазочного действия зависимость (1) никем не была экспериментально определена ни для одного частного случая, а дело ограничивалось изучением зависимости (3) [1] [2], что не представляет, как понятно, никаких затруднений, но имеет меньший теоретический интерес. Измерения адсорбции поверхностно-активных компонентов из растворов на границе металла или другого твердого тела представляют интерес для изучения механизма граничной смазки и смазочного действия адсорбционных слоев. [c.149]

Трудность измерения адсорбции на границе твердого тела в основном заключается в малости тех изменений объемной концентрации, на основании которых можно судить о величине адсорбции. Для преодоления этой трудности обычно идут по линии увеличения поверхности адсорбирующего тела, беря его в виде порошка с достаточно мелкими частицами. При этом, однако, крайне затрудняются измерение и обработка (например очистка) поверхности. Во всяком случае, исчезает возможность измерять адсорбцию на той же поверхности (например какой-нибудь пластинки), на которой желательно изучать трение и смазочное действие. [c.149]

Кроме того, в работе [88], по данным измерения ширины интерференционной линии, показана возможность разделения влияния двух факторов, связанных с присутствием среды в зоне деформации смазочного действия и адсорбции. Влияние смазывающего действия определяет разность значений р для образцов, [c.50]

АДСОРБЦИЯ ПАВ И СМАЗОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ [c.196]

Вторая функция смазки в связи с действием ПАВ и явлениями физической адсорбции тесно связана с эффектом Ребиндера. Открытие П. А. Ребиндером [27] эффекта адсорбционного пластифицирования (облегчения пластических деформаций), понижения прочности, возникновения хрупкого разрущения при малой интенсивности напряженного состояния вплоть до самопроизвольного диспергирования и упрочнения под действием поверх-ностно-активных сред явилось важным этапом в развитии общей теории смазочного действия при граничном трении. Этот эффект, [c.197]

Существует мнение, что эффективность смазочных сред при обработке металлов давлением определяется их вязкостью. В связи с этим отрицается определяющая роль адсорбции и хемосорбции поверхностно-активных компонентов смазки на поверхности обрабатываемого металла, т. е. роль их поверхностной активности. Как указывалось выше, жидкие поверхностно-активные смазки совместно с обрабатываемым металлом образуют в процессе деформации пластифицированные слои. Твердые смазки при наличии достаточной адгезионной связи с металлом проявляют смазочное действие благодаря своим значительно более низким механическим свойствам по сравнению с обрабатываемым металлом. Несмотря на различ- [c.111]

Механизм смазочного действия графита и дисульфида молибдена носит, однако, более сложный характер, чем простая механическая модель, описанная выше. Действие этих смазок связано также с адгезией их частиц к смазываемой поверхности, которая происходит в результате адсорбции, а у дисульфида молибдена предположительно также и вследствие химической связи, возникающей между внешни.м слоем ато.люв серы его кристаллов и металлом поверхности трения, с образованием пленки сульфидов этого металла. [c.151]

Исследованию фрикционных свойств масел для гидродинамических коробок передач с фрикционными муфтами посвящен ряд работ ([138] и др. ), результаты которых подтверждают данные лабораторных исследований механизма смазочного действия при адсорбции полярно активных веществ (см. 4 главы III). Так, было установлено, что наилучшие результаты с точки зрения предотвращения релаксационных колебаний обеспечивали присадки типа жирных кислот (с молекулами в виде длинных прямых цепочек с активной концевой группой), причем их действие стимулировалось окислительной атмосферой в среде азота при смазке тем же маслом скачки при трении оказывались более сильными [1381. [c.303]

Особое значение имеет выбор схемы смазки. На фиг. 9 слева показано жидкостное трение при гидродинамической смазке в центре дана граничная смазка, при которой в точках контакта смазочная пленка сначала достигает молекулярной толщины и, наконец, переходит в непосредственный контакт металлов, сопровождающийся резким локальным повышением температуры и свариванием. При этом смазочная пленка полностью разрушается, и начинается процесс заедания. Справа схематично показано смазочное действие коллоидального графита. Помимо положительного влияния от заполнения неровностей поверхностей трения, имеется адсорбция мельчайших частиц [c.189]

Недостаточно изучен механизм смазывающего действия тончайших слоев смазочных материалов при так называемой граничной смазке. Представление о граничной смазке как о явлении, связанном с адсорбцией, хемосорбцией и взаимодействием поверхностей, оказалось плодотворным однако его механизм требует дальнейшего уточнения. [c.63]

Во втором случае на рельеф и структуру поверхностей деформируемых металлов большое влияние оказывают жидкие смазочные среды, содержащие поверх-ностно-активные вещества. Влияние поверхностно-активных веществ, обусловленное физической адсорбцией, весьма существенно. Под влиянием физической или обратимой адсорбции происходит уменьшение свободной поверхностной энергии деформируемого металла. Уменьшение поверхностной свободной энергии в результате действия поверхностноактивных веществ приводит к снижению энергетического барьера для выхода дислокаций на поверхность и к активизации подповерхностных источников дислокаций. Это вызывает снижение предела текучести, коэффициента упрочнения и пластифицирование металла. Наблюдается значительное измельчение пачек скольжения и зеренной структуры деформируемого металла, облегчается сдвигообразование и увеличивается число сдвигов. [c.38]

Так как механизм действия противоизносных и противозадирных присадок основан на адсорбции, хемосорбции и поверхностных химических (трибохимических) реакциях, так же как и механизм действия ингибиторов коррозии и противокоррозионных присадок, вышеперечисленные соединения часто являются антагонистами. Поэтому при разработке рабоче-консервационных смазочных материалов, например моторных или трансмиссионных автотракторных масел, необходимо особенно тщательно подбирать композиции присадок и испытывать масла как на противокоррозионные и защитные, так и, в первую очередь, на противоизносные и противозадирные свойства. Для оценки смазывающих, противоизносных и противозадирных свойств используют машины трения самой разнообразной конструкции [97—102]. Так, смазывающие [c.96]

При взаимодействии твердых тел пластическая деформация поверхностных слоев контактирующих поверхностей увеличивает их физико-химическую активность, от которой зависят строение, толщина и свойства граничных смазочных слоев, а также протекание физической и химической адсорбции. Действие смазочного материала при трении заключается в формировании адсорбционных, окисных пленок химических соединений и др. на контактирующих поверхностях [1, 2]. Известно, что с увеличением температуры ориентация адсорбционных слоев нарушается, а образующиеся окисные пленки химических соединений в процессе трения удаляются, образуются вновь, т.е. имеет место [c.64]

Как хорошо известно, коэффициент статического трения в присутствии в качестве смазки раствора поверхностно-активных углеводородных соединений с длинной цепью обнаруживает обычно резкое падение с ростом концентрации раствора. Причиной этого явления, как впервые четко было обосновано В. Гарди [1], служит образование адсорбционных слоев, уменьшаюпгих трение поверхностей, в то время как смазочное действие чистого растворителя может быть относительно невелико. Таким образом, коэффициент трения ц в первую очередь следует рассматривать как функцию от степени заполнения адсорбционного слоя или адсорбции Г [c.149]

Эффективность смазочного действия помимо фактора адсорбции зависит от химического взаимодействия металла и смазочного материала. Жирные кислоты, вступая в реакцию с поверхностью металла, образуют мыла, т. е. металлические соли жирных кислот, способные вследствие свойстбенной им высокой когезии выдерживать без разрушения значительные деформации. Химическим явлениям принадлежит важная роль в организации смазывающего действия. Это подтверждает то обстоятельство, что инертные металлы и стекло плохо смазываются. Имеются косвенные основания считать, что между металлом и углеводородными маслами протекают реакции, способствующие более прочной связи пленки с основанием. Так, силиконовая жидкость, имеющая высокую вязкость, но не являющаяся активной к л еталлу и не образующая поэтому защитной пленки на металл11ческой поверхности, не могла быть использована в качестве смазочного материала в подшипниках скольжения. [c.78]

Теории, объясняющие механизм смазочного действия графита, можно разделить на две группы. К первой относится структурная теория, развитая на основании открытия В. Брег-га [9]. Она объясняет хорощую смазывающую способность графита тем, что относительно большие расстояния между слоями атомов углерода являются причиной их слабого взаимодействия и малой механической прочности. Сдвиг в кристаллах по плоскостям спайности облегчен [2]. Ко второй группе относится теория сорбции, представляющая развитие теории И. Холма [2]. Он предположил, что хорошая смазываемость графита обусловлена адсорбцией воды. [c.240]

Механизм граничного трения в основном обусловлен эффектом П. А. Ребиндера [23], заключающимся в адсорбционном понижении прочности металлов. Большие пластические деформации, имеющие место при трении, связаны с образованием чистых поверхностей, выходом на поверхности дислокаций и других следов пластического деформирования металла. Эти поверхности весьма чувствительны к адсорбции поверхностно-активных веществ, чтоприводнт к значительному облегчению процесса деформации. Пластифицирование металла в тонком слое и представляет собой один из существенных элементов механизма противозадирного действия смазки. Капитальные исследования в этой области выполнены П. А. Ребиндером [3], С. Я- Вейлером, В. И. Лихтманом. Смазочное действие, по нашему мнению, связано с понижением сил адгезии приводящим к снижению величины деформируемого объема, что уменьшает сопротивление пластическому деформированию и, следовательно, понижает силу трения. [c.236]

С) (рис. 54). Полному насыщению поверхности металла адсорбируемыми молекулами в моногиолекулярно.м слое, т. е. наименьшей площади, приходящейся в этом слое на одну полярную группу, всегда соответствует максимальный эффект добавки, т. е. наибольшее понижение времени до разрыва или критического удлинения. Повидимому, во всех случаях адсорбция идет и далее, причем после характерного перегиба на изотерме адсорбции с дальнейшим возрастанием концентрации добавляемого поверхностноактивного вещества образуется толстый (полимолекулярный) адсорбционный слой. В области образования такого полимо-лекулярного слоя эффект облегчения пластического течения и разрыва начинает вновь уменьшаться о возрастанием концентрации добавляемого поверхностно-активного вещества. Значения Тр и ег,. вновь возрастают, достигая почти первоначальной (наиболт.шей) величины, соответствующей чистому вазелиновому маслу. Такая форма изотерм пластического разрыва является, повидимому, достаточно общей она совпадает с формой кривых зависимости коэффициента внешнего трения двух поверхностей того же металла от концентрации поверхностно-активного вещества при смазывании соответствующими растворами его в вазелиновом масле (изотерма смазочного действия). Кроме того, концентрация С , соответствующая максимальному эффекту, т. е, минимуму т и е, зависит главным образом не от природы металла (она почти одинакова для свинца, меди и олова) и не от полярной группы в молекуле [c.91]

Очевидно, что в условиях более высоких нагрузок на маятник или более остро11 опоры с меньшей площадью контакта, например шероховатого стеклянного шарика как в опытах Венстрем, основной причиной затухания окажется поверхностное деформирование или разрушение металла и определяющей величиной станет твердость Н тл. ее понижение под влиянием адсорбции или заряжения поверхности при образовании двойного слоя ионов. По аналогии с этим обстоятельством следует указать, что из адсорбционного эффекта понижения поверхностной прочности металлов сразу же следует повышение износа при трении под влиянием поверхностно-активной среды (смазки) в условиях высоких местных давлений, т. е. значительных касательных напряжений, возникающих в поверхностном слое [99]. Такое повышение износа является не вредным, а практически полезным эффектом и используется на практике для ускорения приработки (обкатки деталей машин и механизмов) и для быстрой ликвидации местных повреждений поверхностей трения, всегда вызывающих высокие местные давления (аварийная смазка). После сглаживания поверхностей в результате износа площадь истинного контакта резко возрастает, а вместе с тем убывают нормальные и касательные напряжения в поверхностных слоях. В этих условиях действие поверхностно-активной среды на внешних поверхностях проявляется как обычное смазочное действие, понижающее силу трения и износ сопряженных поверхностей. [c.200]

Эффективность жидких смазочных сред при обработке металлов, особенно привысоких давлениях, в основном определяется механическими свойствами тончайших поверхностных слоев металла, возникающих в результате адсорбционного пластифицирования. В случае твердых смазочных слоев, непосредственно наносимых на металл или всзникающих в результате хтшческой адсорбции, или поверхностной реакции, например при образовании металлических мыл, понижение трения (тангенциального усилия) вызывается низким предельным напряжением сдвига этих слоев покрытий. В таких случаях поверхностная деформация локализуется в этих наружных слоях. Такое же действие могло бы оказать включение тонкого слоя инертной истинно вязкой жидкости между поверхностями металлов, вязкость которой вызывала бы сопротивле-ние, эквивалентное т (например, в растворах сахара в воде с вязкостью порядка 1 пуаза). Однако такие слои немедленно вытесняются при повышенных давлениях. Жидкие же смазки с весьма малой вязкостью порядка 0,01 пуаза, но высокой поверхностной активности по отношению к обрабатываемому металлу (вследствие пластифицирования) оказывают сильное смазочное действие, особенно при высоких давлениях, в соответствии с основными закономерностями адсорбционного эффекта облегчения деформации [57]. [c.115]

Процесс проникновения СОЖ в сеть межповерхностных капилляров можно представить следующими этапами [19] вход СОЖ в капилляр под действием внещнего давления с учетом сил вязкостного трения взрывное ее испарение в устье капилляра заполнение капилляра парами СОЖ и, наконец, адсорбция частиц паров на стенках капилляра. Для эффективного смазочного действия СОЖ в условиях резания необходимо, чтобы суммарное время протекания перечисленных этапов не превыщало времени существования капилляра Тк, лимитируемого скоростью резания. [c.44]

Система образования защитной полимерной пленки, В связи с тем, что граничная смазка минеральными маслами не обеспечивает необходимую защиту от износа, эксплуатационные свойства смазочных масел улучшают введением специальных противоиз-носных, антиокислительных и других присадок, что экономит расход масел и повышает долговечность машин. К этим присадкам относятся присадки на основе металлорганических соединений, что имеет некоторую аналогию с ИП. В 50-х годах была предложена смазка, содержащая компоненты полимеризующихся на контакте веществ [61]. Основой действия такой пленки являлось ее значительно большее сопротивление деформации и внедрению, чем таковое оказывает несущая жидкость. Предполагалось, что из-за нагрева участков контакта образование и схватывание пленки с металлом должно происходить на наиболее нагруженных участках, т. е. при огромных удельных давлениях, и на окисной пленке путем адсорбции или при каталитическом влиянии металла при износе окисной пленки на предельно высоких нагрузках. Как только полимерная пленка износится, увеличение трения и температуры приведет к наращиванию. новой пленки. В работе [61 ] предложен ряд маслорастворимых добавок, например смесь метилового эфира многоосновной кислоты и полиаминов, дающая полиамидный полимер трения, который эффективно снижает заедание на шестеренчатой испытательной машине Ридер . [c.15]

Газообразный водород оказывает влияние на интенсивность изнашивания металлов, если при трении металл насыщается водородом. Если же адсорбированные слои смазочного материала или твердых веществ в процессе трения не будут десорбироваться, освобождая поверхность металла для адсорбции водорода, то последний не окажет усиливающего действия на изнашивание. Это подтверждают результаты испытаний, выполненных Н. В. Мартыновым, на изнашивание фторопласта 4К20, содержащего 20 % кокса, в паре со сталью 40Х, 30X13 и чугуном СЧ 21 в среде воздуха, азота и водорода. Износ наполненного фторопласта в диапазоне давлений 0,5. .. 1,5 МПа при скорости скольжения 2 м/с на воздухе был в 2. .. 4 раза выше, чем в водороде, и в 1,5. .. 2,5 раза больше, чем в азоте (табл. 7.3). [c.149]

Явление водородного износа [34-37J включает в себя цепь связанных между собой процессов выделение водорода из смазочной среды, адсорбцию и поглощение его поверхностями трения металлов, диффузию водорода в металле под действием градиентов температуры и механических напряжений в область максимального значения этих величин, снижение прочности поверхностей трения металлов, приводящее к их повышенному износу. Каждый из этих процессов в отдельности может являться термодинамически маловероятным, однако в условиях трения, экстремально высоких температурных вспьшек, скоростей механических деформаций вся цепь процессов становится реальной f37j. [c.15]

Жировые масла эффективны при относительно низких скоростях резания. В момент поступления в зону резания часть жировой СОЖ превращается в пар, а молекулы, содержащие полярные группы СООН и ОН, физически адсорбируются на контактирующих металлических поверхностях. Чисто физическая адсорбция полярных групп создает малоэффектные пленки. Опыты показали, что в условиях вакуума пары поверхностно-активных веществ (ПАВ) оказывают слабое действие на процесс резания. Значительно более эффективны хемосорбционные пленки ПАВ. Однако для образования хемосорбционных пленок с возникновением металлических мыл необходимо присутствие влаги, играющей роль катализатора реакции. Поэтому благоприятное действие на смазочную эффективность растительных масел и высших жирных кислот оказывает содержащаяся в них связанная вода. Наиболее эффективны ПАВ в присутствии влажного кислорода. Вполне вероятно, что на поверхности возникают преимущественно координационные химические связи при условии, что жировая компонента, предварительно соединившись с кислородом, образовала кислородсодержащий лиганд. [c.39]

При резании на контактных площадках возникают давления порядка 1...3 ГПа и температуры, близкие к температурам плавления. Это в значительной степени затрудняет попадание смазочных веществ на контактные поверхности. Но так как трущиеся поверхности обычно имеют значительную шероховатость, то в местах соприкосновения выступов давления очень велики, а в пустотах образуется вакуум. Частицы смазочных веществ засасываются в пустоты и проникают в мнкротрещины. Проникающее действие среды связано с явлениями капиллярности и адсорбции. На контактных поверхностях появляется смазочная пленка. Вещество, из которого состоит пленка, образуется в процессе контактирования трущихся поверхностей. [c.53]

Под названием противоизносные и прогинозадирные обычно подразумевают химически активные присадки, механизм действия которых состоит главным образом в мягком изнашивании (пластическом деформированин, тонком диспергировании, прирабаты-вании) трущихся поверхностей. Такие присадки в результате химической адсорбции образуют на трущихся поверхностях тонкий слой продуктов взаимодействия (вторичных структур), механические свойства которых существенно отличаются от механических свойств металла деталей, т. е. механизм действия противозадирных присадок связан не с увеличением действительной прочности смазочной пленки или изменением масла, а с изменением свойств трущихся поверхностей. [c.42]

Главной причиной, из-за которой для защиты от истирания не применяются вещества, действующие на основе механизма физической адсорбции, являются следующие, чисто практические обстоятельства. Смазочные масла, очевидно, не могут делиться на обособленные сорта, из которых одни имеют хорошие антизадирные свойства, другие — антиистирательные свойства и т. д. Любое масло должно, как правило, защищать от всех видов износа. Поэтому стремятся их легировать присадками универсального типа, защищающими от истирания и задирания и по возможности выполняющими одновременно другие функции. Многие фосфорные и серофосфорные соединения отвечают этому требованию, являясь многофункциональными присадками, которые с защитой от истирания совмещают антиокислительные и антикоррозионные функции, а также в некоторой степени могут улучшать антизадирные свойства базового масла или стимулировать антизадирное действие серных и хлорных компонентов, присутствующих в масле. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...