Технология маслорастворимых комплексов сульфонатов лантаноидов и Mg как ингибиторов коррозии и модификаторов трения

Одним из направлений повышения надежности автомобиляэто снижение трудозатрат на техническое обслуживание, текущие и капитальные ремонты, а также уменьшение общего износа металлоизделий за счет сокращения потерь на трение и коррозию. Для автомобильного транспорта характерно использование агрессивных условий, когда изделия эксплуатируются при одновременном воздействии агрессивной среды и больших механических нагрузок, т. е. факторов, способствующих коррозии и износу. Вследствие коррозии теряется большое количество металла, на восполнение которого в автомобилестроении расходуется до 50% ежегодно производимого металла.

Постоянное повышение требований экономичности и экологичности определяет практический интерес автомобильной индустрии к поисковым исследованиям в области создания различных присадок к маслам, повышающих ресурс и долговечность двигателей. Результаты экспериментальных исследований показали высокую эффективность применения в виде добавок к автомобильным маслам фторполимерных и наноразмерных материалов, образующих в процессе эксплуатации противоизносные, антифрикционные покрытия для улучшения различных эксплуатационных параметров.

Использование сульфонатов металлов в качестве присадок к моторным маслам и ингибиторов коррозии известно уже более 50 лет, но до сих пор они привлекают внимание химиков-синтетиков. Особый интерес в плане синтеза сульфонатов представляют редкоземельные элементы [5,6]. Все это делает актуальным исследование по разработке методов синтеза и применению в качестве маслорастворимых ингибиторов коррозии и присадок триботехнического назначения комплексных сульфонатов редкоземельных элементов, способов модифицирования с их помощью детонационных наноалмазов.

Целью настоящей работы является разработка экологически безопасных и экономичных методов синтеза маслорастворимых комплексных сульфонатов РЗЭ. Определение условий модификации детонационных наноалмазов комплексными сульфонатами лантаноидов для получения устойчивых дисперсий в маслах. Оценка возможности применения маслорастворимых комплексных сульфонатов РЗЭ и модифицированных детонационных наноалмазов в качестве экологически безопасных ингибиторов коррозии и модификаторов трения.

Новизна и научное значение работы заключается в том, что в результате проведенных исследований предложен удобный метод получения комбинированных сульфонатов металлов в среде триглицеридов с одновременной переэтерификацией алканоламинами. Получен новый класс комбинированных ингибиторов коррозии и присадок к маслам на основе сульфонатов лантаноидов и продуктов переэтерификации природных триглицеридов. Установлено применимость разработанного метода синтеза комбинированных сульфонатов РЗЭ для олеофильной модификации детонационных наноалмазов (УДА) с целью получения устойчивых суспензий УДА в маслах.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные комплексные сульфонаты La-Mg обладают высокой противокоррозионной активностью и высокими противозадирными и антифрикционными свойствами. На основании результатов испытаний противокоррозионного действия комбинированных сульфонатов La-Mg предложены составы для защиты от коррозии для скрытых полостей и днища автомобилей (ТУ 025−001−277 705 071−2004). Установлено, что модифицированные деитонационные на-ноалмазы являются эффективными модификаторами трения. Композиции, включающие системы La-Mg с детонационными наноалмазами и ультрадисперсным политетрафторэтиленом (УПТФЭ) предложены в качестве присадок к маслам и для обработки цилиндро-поршневой группы двухтактных моторов. Предложена технологическая схема получения эффективных ингибиторов коррозии на основе сульфонатов лантаноидов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 123 страницы состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения полученных результатов, результатов противокоррозионных и трибологических испытаний, приложений и выводов.

Список литературы

включает 206 публикаций, диссертация содержит 36 таблицы и 15 рисунков.

Общие выводы.

1. Разработан удобный метод получения комплексных сульфонатов лантаноидов в среде триглицеридов с одновременной переэтерификацией алканоламинами.

2. Определены оптимальные соотношения реагентов и температурный режим, обеспечивающий полное растворение оксидов лантаноидов для получения высокоэффективных ингибиторов коррозии и присадок к маслам.

3. Показано, что при использовании в качестве промоторов спиртов, необходимым условием взаимодействия оксидов РЗЭ с АБСК является обязательное добавление оксида Mg, Са или Zn.

4. Установлено примененимость темплатного метода синтеза комбинированных сульфонатов РЗЭ для олеофильной модификации детонационных наноалмазов (УДА) с целью получения устойчивых суспензий УДА в маслах.

5. Установлено, что в отличие от графитоалмазной шихты, НА образуют (в области изученных концентраций НА) устойчивые до года суспензии. Необходимым условием является использование в качестве исходных — водные суспензии НА (но не высушенных порошков) и их введение в реакционную массу совместно с алканоламинами.

6. Установлено, что лучшими антикоррозионными свойствами в исследованных условиях обладали системы La-Mg, полученные при использовании в качестве промоторов сорбита или триэтиленгликоля с минимально возможным количеством воды.

7. Показано, что полученные ингибиторы коррозии на основе сульфонатов РЗЭ являются эффективными ингибиторами смешанного действия, влияющие на катодный и анодный процессы окисления железа.

8. Установлено, что по нагрузке задира лучшими являются системы La-Mg, по коэффициенту трения — композиции включающие системы La-Mg с детонационными наноалмазами и перфторированными соединениями: ультрадисперсным политетрафторэтиленом (УПТФЭ).

9. Предложена технологическая схема получения эффективных ингибиторов коррозии на основе сульфонатов лантаноидов.