Grafen su yağlama katkı maddeleri alanında ilerleme
Sürtünme ve aşınma olgusu genellikle mekanik sistemin hareketli parçalarında mevcuttur, bu da büyük enerji tüketimine neden olabilir ve mekanik parçalara zarar verebilir, mekanik ekipmanın çalışmasının güvenilirliğini ve güvenliğini azaltır. Su bazlı yağlayıcı, düşük maliyet, yüksek güvenlik ve güvenilirlik, iyi soğutma, toksisite ve yanmazlık özelliklerine sahiptir.Menlerde ve diğer yüksek sıcaklıklı ortamlarda açık alev olmadan kullanılabilen çevre dostu bir yağlayıcıdır. Bununla birlikte, pratik uygulaması, düşük kinematik viskozite, sınırlı yağlama performansı ve korozyon direnci nedeniyle belirli sınırlamalara sahiptir. Grafen, mükemmel mekanik özelliklere sahip iki boyutlu karbon bazlı bir nanomateryaldir ve levhalar arasında kayma, son derece düşük sürtünme katsayısı ile ultra kayma kaymasıdır.Grafen bazlı su yağlayıcı katkı maddelerinin geliştirilmesinin, mevcut su yağlama ortamının performans sınırını aşması beklenmektedir. , Gelişmiş su yağlama sistemlerinin ömrünü ve güvenilirliğini büyük ölçüde artıran.
Çin Bilimler Akademisi Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendisliği Enstitüsü'nün deniz işlevsel malzemeler ekibi, grafenin suda kararlı bir şekilde dağılmasını sağlamak için işlevsel modifikasyon yoluyla çevre dostu su bazlı bir yağlayıcı geliştirdi ve bu da sürtünmeyi etkili bir şekilde azaltabilir Sürtünme ve aşınma katsayısı. Köprüleme maddesi olarak toluen diizosiyanat kullanılarak bir ucunda amino grubu olan bir polietilen glikol türevi (PEG) hazırlandı ve üzerindeki amino grubu, bir polietilen glikol kopolimeri elde etmek için karboksilatlanmış grafen üzerindeki karboksil grubunu amidize etmek için kullanıldı. Modifiye grafenin (PEG-G) su içindeki çözünürlüğü% 62 artmıştır. PEG, grafenin suda dağılabilirliğini ve sürtünme çiftinin ıslanabilirliğini geliştirir, böylece sürtünme çiftinin yüzeyinde kayganlaştırıcı bir koruyucu film oluşturur, sürtünme çiftleri arasında doğrudan teması önler, böylece sürtünme katsayısını ve aşınma oranını ve sürtünme katsayısını azaltır. Maksimum azalma yaklaşık% 39'dur ve maksimum aşınma oranı yaklaşık% 81 oranında azaltılır. İlgili araştırma içeriği Carbon, 2018, 137, 41-48'de yayınlandı ve ulusal bir buluş patenti (CN108130159A) için başvurdu.
Ek olarak, ekip, indirgenmiş grafen oksidi (RGO) modifiye etmek için bir sıyırma maddesi ve dağıtıcı olarak adsorptif -laktoglobulin (BLG) kullandı.Prote, geri kalan oksitlenmiş RGO grupları ve hidrofobik grupları ile hidrojen bağları oluşturabilir. RGO'nun yüzeyi ile etkileşime girebilir ve hidrofilik grup, indirgenmiş grafen oksidin suda 8 aya kadar stabil dağılımını desteklemek için su fazına bakar. BLG-RGO, proteinin metal yüzey üzerindeki doğal adsorpsiyon özelliklerinden dolayı sürtünme çiftinin yüzeyinde sabit bir adsorpsiyon tabakası oluşturabilir, sürtünmenin erken aşamasında sürtünme çiftinin temasını engelleyebilir ve sürtünme çiftinin suda çözünen su ve oksijen tarafından aşınmasını önleyebilir. Sürtünme işlemi sırasında, grafenin katman yapısı, daha düşük bir sürtünme katsayısına sahip olmasını sağlar ve adsorpsiyon katmanı, bir sürtünme filmi oluşturmak ve aşınma oranını azaltmak için aşınma izlerine gömülür. Su bazlı bir yağlama katkısı olan BLG-RGO mükemmel yağlama performansına ve korozyon önleme performansına sahiptir Sürtünme katsayısı% 37 azaltılır, aşınma oranı% 45 azaltılır ve korozyon önleme etkinliği% 92'dir. İlgili çalışma, Tribology International, 2019, 135, 277-286'da yayınlandı ve ulusal bir buluş patenti (CN 108517238A) için başvurdu.
Yukarıdaki çalışma, Seçkin Genç Araştırmacılar için Ulusal Bilim Fonu (51825505), Jiangsu Eyaleti Önemli Araştırma ve Geliştirme Programı (BE2016115) ve Ningbo City'nin Büyük Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Projesi (2017B1004) tarafından finanse edildi.
Şekil 1 (a) PEG-G sentezinin şematik diyagramı, (b) su bazlı bir yağlama katkısı olarak PEG-G'nin sürtünme katsayısı, (c) yağlama mekanizması diyagramı
Şekil 2 (a) GO, RGO ve BLG-RGO'nun sırasıyla 15 gün ve 8 ay boyunca duran dijital fotoğrafları, (b) Su bazlı bir yağlayıcı katkı maddesi olarak BLG-RGO'nun sürtünme katsayısı eğrisi, (c) BLG-RGO'nun ortalama sürtünmesi Katsayı ve aşınma oranı, (d) BLG-RGO'nun su bazlı yağlayıcı katkı maddesi olarak yağlama mekanizması
Kaynak: Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendisliği Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
