Los modificadores de fricción se añaden a los lubricantes para reducir la fricción y el desgaste en los componentes de las máquinas. Son especialmente importantes en el régimen de lubricación límite , donde pueden evitar que las superficies sólidas entren en contacto directo, reduciendo sustancialmente la fricción y el desgaste .
Existen varias clases de aditivos modificadores de fricción, siendo los principales ejemplos los modificadores de fricción orgánicos (OFM), los aditivos de organomolibdeno solubles en aceite , los polímeros funcionalizados y las nanopartículas dispersas . [ 1 ]
- Los OFM son tensioactivos anfifílicos , como los ácidos grasos , a menudo derivados de grasas y aceites vegetales . Los OFM son aditivos importantes en los aceites de motor modernos y también se emplean en combustibles . [ 1 ] Se adsorben en superficies metálicas y se autoensamblan para formar monocapas incompresibles que evitan el contacto entre asperezas y reducen la fricción y el desgaste . [ 2 ]
- Los compuestos organomolibdenos se desarrollaron inicialmente como aditivos antidesgaste , pero posteriormente se reconoció su gran eficacia para reducir la fricción límite. [ 3 ] Actualmente se utilizan en muchos aceites de motor y, más recientemente, en aceites para engranajes. [ 1 ] Reducen la fricción mediante la formación de capas bidimensionales de disulfuro de molibdeno en las superficies de fricción. [ 4 ]
- Se ha demostrado que los polímeros funcionalizados , que pueden diseñarse para adsorberse específicamente en superficies polares, reducen notablemente la fricción y el desgaste . [ 5 ]
- Se ha demostrado que las nanopartículas dispersas reducen la fricción límite , [ 6 ] pero aún no se han empleado de forma generalizada en aplicaciones industriales. [ 1 ]
La reducción de las pérdidas por fricción y una lubricación más eficiente son objetivos clave para reducir las emisiones de dióxido de carbono . [ 7 ] Un enfoque ha sido reducir progresivamente la viscosidad del lubricante para minimizar las pérdidas por cizallamiento hidrodinámico, agitación y bombeo. [ 1 ] Sin embargo, esto implica que un mayor número de componentes operan bajo condiciones de lubricación límite. Esto ha generado un resurgimiento del interés en los aditivos modificadores de fricción, en particular los OFM. Por ejemplo, experimentos recientes de tribología [ 8 ] y simulaciones de dinámica molecular [ 9 ] han aportado nuevos conocimientos sobre su comportamiento bajo condiciones de lubricación límite.
Véase también
- Aditivo para aceite : productos químicos que mejoran el rendimiento del aceite.
- Lubricante : sustancia introducida para reducir la fricción entre superficies en contacto mutuo.
- Tribología : ciencia de las superficies de fricción
Referencias
- 1 2 3 4 5 Spikes, Hugh (2015-10-01). "Aditivos modificadores de fricción". Tribology Letters . 60 (1): 5. doi : 10.1007/s11249-015-0589-z . hdl : 10044/1/25879 . ISSN 1023-8883 . S2CID 137884697 .
- ↑ Hardy, WB; Doubleday, Ida (1922-03-01). "Lubricación de límites. La serie de parafinas" . Actas de la Royal Society de Londres A: Ciencias matemáticas, físicas y de ingeniería . 100 (707): 550– 574. Bibcode : 1922RSPSA.100..550H . doi : 10.1098/rspa.1922.0017 . ISSN 1364-5021 .
- ↑ Braithwaite, ER; Greene, AB (1978-02-01). "Análisis crítico del rendimiento de los compuestos de molibdeno en vehículos de motor". Wear . 46 (2): 405– 432. doi : 10.1016/0043-1648(78)90044-3 .
- ↑ Grossiord, C; Varlot, K; Martin, J. -M; Le Mogne, Th; Esnouf, C; Inoue, K (1998-12-01). "Lubricación de láminas individuales de MoS2 mediante ditiocarbamato de molibdeno" . Tribology International . 31 (12): 737– 743. doi : 10.1016/S0301-679X(98)00094-2 . ISSN 0301-679X .
- ↑ Guangteng, G; Smeeth, M; Cann, PM; Spikes, HA (1996-03-01). "Medición y modelado de las propiedades de la película límite de aditivos lubricantes poliméricos". Actas de la Institución de Ingenieros Mecánicos, Parte J: Revista de Tribología de Ingeniería . 210 (1): 1– 15. doi : 10.1243/PIME_PROC_1996_210_473_02 . ISSN 1350-6501 . S2CID 136658009 .
- ↑ Dai, Wei; Kheireddin, Bassem; Gao, Hong; Liang, Hong (2016-10-01). "Funciones de las nanopartículas en la lubricación con aceite" . Tribology International . 102 : 88–98 . doi : 10.1016/j.triboint.2016.05.020 . ISSN 0301-679X .
- ↑ Holmberg, Kenneth; Andersson, Peter; Erdemir, Ali (1 de marzo de 2012). "Consumo energético global debido a la fricción en turismos". Tribology International . 47 (Suplemento C): 221–234 . doi : 10.1016/j.triboint.2011.11.022 .
- ↑ Campen, Sophie; Green, Jonathan; Lamb, Gordon; Atkinson, David; Spikes, Hugh (2012-11-01). "Sobre el aumento de la fricción límite con la velocidad de deslizamiento". Tribology Letters . 48 (2): 237– 248. doi : 10.1007/s11249-012-0019-4 . ISSN 1023-8883 . S2CID 135749402 .
- ↑ Ewen, James P.; Gattinoni, Chiara; Morgan, Neal; Spikes, Hugh A.; Dini, Daniele (2016-05-10). "Simulaciones de dinámica molecular de no equilibrio de modificadores de fricción orgánicos adsorbidos en superficies de óxido de hierro" . Langmuir . 32 (18): 4450– 4463. doi : 10.1021/acs.langmuir.6b00586 . hdl : 10044/1/30875 . ISSN 0743-7463 . PMID 27064962 .
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- aditivos para aceite