Wpływ budowy łańcucha alkilowego na właściwości tribologiczne wodnych roztworów oksyetylenowanych alkoholi

W artykule przedstawiono wpływ budowy łańcucha alkilowego oksyetylenowanych alkoholi tłuszczowych na właściwości fizykochemiczne i tribologiczne ich wodnych roztworów. Przedmiotem badań były wodne roztwory mieszaniny dwóch alkoholi, zawierających 12 i 14 atomów węgla w łańcuchu alkilowym, oksyetylenowanych 7 i 10 molami tlenku etylenu (C12- C14EO7 i C12-C14 EO10) oraz dwa alkohole izotridecylowe, oksyetylenowane 7 i 9 molami tlenku etylenu (izo-C13EO7 i izo-C13EO9). Miarą aktywności powierzchniowej były zmierzone wartości napięcia powierzchniowego i kąta zwilżania powierzchni stali. Charakterystyki tribologiczne były wyrażone poprzez opory ruchu i zużycie przy stałym nacisku. Wykorzystano tribometr ze skojarzeniem kula–tarcza (tester T-11). Stwierdzono, że izoalkohole wykazują wyższą zdolność do obniżania napięcia powierzchniowego, natomiast mniejszą zdolność do zwilżania powierzchni stali w stosunku do alkoholi o liniowych łańcuchach alkilowych. Udowodniono, że dla niewielkich obciążeń (10, 50 N) dodatek alkoholi o rozgałęzionych łańcuchach w zdecydowanie mniejszym stopniu wpływa na obniżenie oporów ruchu i zużycia niż ich odpowiedników liniowych. Obserwowane zmiany wielkości tribologicznych są interpretowane w kategoriach niższej trwałości filmu smarnego tworzonego przez izoalkohole z ich wodnych roztworów. Tworzony w warunkach tarcia film smarny nie jest trwały i nie zabezpiecza wystarczająco współpracujących elementów pary ciernej przed zużyciem, dlatego wodne roztwory izoalkoholi nie mogą stanowić efektywnych substancji smarowych.

The influence of the structure of ethoxylated fatty alcohol alkyl chain on physical-chemical and tribological properties of their aqueous solutions is analysed in the paper. Aqueous solutions of mixtures of two alcohols, containing 12 and 14 carbon atoms in alkyl chains, ethoxylated with 7 and 10 moles of ethylene oxide (iso-C13EO7 and iso-C13EO9) were tested. Surface activity was measured as surface tension and the angle of wetting steel. Tribological characteristics were expressed in terms of motion resistance and wear under constant load. A ball-on-disc tribometer (T-11 tester) was employed. It was observed that isoalcohols revealed a better ability to reduce surface tension and worse to wet steel surfaces, as compared to alcohols containing linear alkyl chains in their structures. It was proved that, under small loads (10.5 N), the reduction of motion resistance and wear was significantly smaller in the case of alcohols containing branched chains than in the case of their linear analogues. The changes of the tribological properties observed could be interpreted in terms of the lower durability of the lubricating film formed by the isoalcohols from their solutions. The film created under conditions of friction is not durable and does not protect the cooperating elements of the friction couple against wear. That is why the aqueous solutions of isoalcohols cannot be used as efficient lubricants.