Триботехнические характеристики смазочных веществ из ряда перфторированных политриазинов

Несмотря на высокую термоокислительную стабильность и химическую инертность, стандартные перфторполиэфирные смазки подвержены каталитическому разложению при высоких температурах в присутствии металлов, что приводит к коррозии и ограничивает их применение. Решением этой проблемы может быть использование перфторалкилзамещенных триазинов (ПФПТ), которые обладают существенно более высокой коррозионно-окислительной стабильностью. Цель работы – оценка возможности использования синтезированных ПФПТ с молекулярной массой 932—2920 в качестве смазочных материалов и сравнение их триботехнических характеристик с коммерческим перфторполиэфиром (ПФПЭ).

Проведён анализ образцов ПФПТ (бистриазинов и олиготриазина) методами ДСК, ТГА, определены температуры кипения. Трибологические испытания проведены по схеме «плоскость—плоскость» (сталь ШХ15 / сталь 12Х1) при комнатной температуре. Определён средний коэффициент трения (f_ср) для каждого образца ПФПТ, причём f_ср закономерно растёт с увеличением молекулярной массы ПФПТ. Показано, что коэффициент трения ПФПТ (0,12—0,18) сопоставим с таковым у ПФПЭ (0,13) и значительно ниже, чем при сухом трении (0,27). Результаты работы подтверждают перспективность ПФПТ как химически инертных и термостабильных смазочных материалов. Их триботехнические характеристики сопоставимы с коммерческим ПФПЭ, что указывает на возможность совместного применения или замены.

1. Corti C. and Savelli P. Perfluoropolyether Lubricants // Journal of Synthetic Lubrication. —1993 (9), no. 4, 311—330. DOI: 10.1002/jsl.3000090405

2. Carré D.J. The Performance of Perfluoropolyalkylether Oils under Boundary Lubrication Conditions // Tribology Transactions. — 1988 (31), no. 4, 437—441. DOI: 10.1080/10402008808981845

3. Carré D.J. Perfluoropolyalkylether Lubricants under Boundary Conditions: Iron Catalysis of Lubricant Degradation // Journal of Synthetic Lubrication. — 1989 (6), no. 1, 1—15. DOI: 10.1002/jsl.3000060102

4. Paciorek K.J.L. and Kratzer R.H. Stability of Perfluoroalkylethers // J. Fluorine Chem. — 1994 (67), no. 2, 169—175. DOI: 10.1016/0022-1139(93)02943-9

5. Химия фторорганических соединений / под ред. И.Л. Кнунянца. — М.: Химия. — 1973

6. Jones W.R. and Snyder C.E. Boundary Lubrication, Thermal and Oxidative Stability of a Fluorinated Polyether and Perfluoropolyether Triazine // ASLE Transactions. — 1980 (23), no. 3, 253—261. DOI: 10.1080/05698198008982967

7. Perfluoroalkyleneethertriazine oligomer and process for producing the same: пат. 5789532 США, 04.08.1998 / I. Riichi, T. Haruyoshi, S.V. Sokolov, A.N. Kollar

8. Vakis A.I. and Polycarpou A.A. Head-Disk Interface Nanotribology for Tbit/inch2 Recording Densities: Near-Contact and Contact Recording // J. Phys. D Appl. Phys. — 2010 (43), no. 22, 225—301. DOI: 10.1088/0022-3727/43/22/225301

9. Waltman R., Wiita C., Deng H., Suthar T., and Joseph J. PFPE Lubricant Molecular Weight Effects on Slider-Disk Interactions // Tribology Online. — 2014 (9), no. 4, 184—192. DOI: 10.2474/trol.9.184

10. Чеботарь Р.А., Лебедев Н.В., Тришин Ю.Г. Получение перфторированных бистриазинов на основе перфтордиимидоиламидинов // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 190-летию Д.И. Менделеева «Современные тенденции развития химической технологии, промышленной экологии и экологической безопасности». — Санкт-Петербург. — 2024, 142—144

11. Пономаренко В.А., Круковский С.П., Алыбина А.Ю. Фторсодержащие гетероцепные полимеры. — М.: Наука. — 1973

12. Fomblin® PFPE Lubricants. Product Data Sheet. Solvay Specialty Polymers. June, 2017. Version 2.2

13. Бреки А.Д. Триботехнические характеристики материалов пар трения и смазочных сред в условиях самопроизвольных изменений состояний фрикционного контакта: специальность 05.02.04 «Трение и износ в машинах»: дис. … д-ра техн. наук. — 2021

14. Breki A. and Nosonovsky M. Friction and Adhesion of Johansson Gauge Blocks // Surface Innovations. — 2024 (12), no. 1-2, 18—22. DOI: 10.1680/jsuin.22.01083

15. Бреки А.Д., Александров С.Е., Биль А.С. [и др.] Обобщённая математическая модель динамики изменения силы трения при покое и начале скольжения // Чебышевский сборник. — 2022 (23), № 2(83), 179—190. DOI: 10.22405/2226-8383-2022-23-2-179-190