автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Смазочное действие водных растворов неионогенных ПАВ при трении пары металл-полимер

На прсищ рукописи

Шилов Михаил Александрович

СМАЗОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НЕИОНОГЕНИЫХ ПАВ ПРИ ТРЕНИИ ПАРЫ МЕТАЛЛ-ПОЛИМЕР

Специальность: 05.02.04 - Трение и износ в машинах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 3 ОКТ 2011

Иваново 2011

4857102

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Ивановском государственном университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «ИвГУ»

Березина Елена Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «ИГСХА»

Сизов Александр Павлович

кандидат технических наук, профессор Егоров Сергей Анатольевич ГОУ ВПО «ИГТА»

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Защита состоится «14» октября 2011 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.062.03 при Ивановском государственном университете (153004, г. Иваново, пр. Ленина, 136, 4-й корп. ИвГУ, ауд.1).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного университета.

Автореферат разослан «13» сентября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ДМ 21 кандидат технических наук, доцент

В.В. Новиков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Опыт эксплуатации пожарных автомобилей и агрегатов юказывает, что их долговечность в подавляющем большинстве случаев (более 90 %) )пределяется износостойкостью контактирующих поверхностей его деталей и зависит )т ряда конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Повышение )аботоспособности за счет перехода к водорастворимым смазочным материалам может >ыть рациональным, например, в системах пожаротушения, где вода и ПАВ использу-отся на постоянной основе, а решение этой задачи является важным.

Известны работы по использованию в качестве смазочных материалов (СМ) ме-огенных веществ. Считается, что растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ), [вляющихся лиотропными мезогенами, в водосмазываемых парах трения типа металл-юлимер способствуют формированию эффективных граничных смазочных слоев, бла-одаря надмолекулярной самоорганизации. Актуальной задачей является выявление юрреляции между особенностями надмолекулярной структуры смазочного раствора и рибологическими характеристиками пары трения.

Работа выполнялась в рамках плана НИР Ивановского госуниверситета, иссле-;ования поддержаны грантами: Минобрнауки РФ 2.1.2/4670 (2008-10 гг.), РФФИ 11-'8-01102-а(2011 г.).

Цель исследования: Повышение работоспособности водосмазываемых подшип-иковых пар скольжения путем введения присадок мезогенных ПАВ.

Для достижения сформулированной цели выполняли следующие задачи: 1. Провести модельные триботехнические испытания присадок класса неонолов в

широком диапазоне концентраций и режимов трения; . Выполнить цикл физико-химических исследований водных растворов неионоген-

ных ПАВ для объяснения влияния эффектов самоорганизации на процесс трения; . Разработать модель смазочного слоя, образованного из водного раствора неионо-генного ПАВ при трении скольжения, включающую оценку надмолекулярной самоорганизации СМ;

. Разработать метод расчетной оценки эффекта надмолекулярной самоорганизации СМ;

5. Выявить корреляцию между трибологическими характеристиками смазочного ' слоя и его физико-химическими особенностями;

6. Дать практические рекомендации по применению водных растворов неионогенных ПАВ в металлполимерных подшипниках скольжения.

Методы исследования. Задачи решались с помощью теоретических и экспериментальных методов. В теоретической части использованы основные положения теории Майера-Заупе. В экспериментальной части работы использовали методы оптической поляризационной термомикроскопии, вискозиметрии, ИК-спектроскопии, построения изотерм поверхностного натяжения и др. Измерение трения и износа выполнены в соответствии с известными методиками. Экспериментальные зависимости обрабатывали с применением регрессионного анализа.

Научная новизна работы:

1) Построена вероятностная математическая модель надмолекулярной самоорганизации мезогенного компонента СМ в смазочном слое.

2) Получены экспериментальные данные о взаимосвязи физико-химических и три-бологических характеристик исследуемых СМ

3) Установлена корреляция между аналитически полученным параметром самоорганизации и экспериментальным значениям коэффициента трения.

Достоверность полученных результатов. Основные результаты и выводы настоящей работы обеспечиваются корректным применением известных методик физико-химических исследований к выбранным классам смазочных материалов; адекватностью построенных регрессионных моделей; статистической обработкой экспериментальных данных.

Практическая значимость.

1. Разработаны рекомендации по применению водных растворов неионогенных ПАВ в металлполимерных подшипниках скольжения.

2. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедре «Пожарная техника» ИвИ ГПС МЧС России в лекционных спецкурсах, лабораторных практикумах, при выполнении курсовых и дипломных работ.

3. Основные практические рекомендации по использованию в качестве присадок к СМ водных растворов НПАВ в подшипниковых узлах пожарных насосов внедрены в ГПС МЧС России, пожарной части № 77 г. Пыть-Ях, Тюменской области.

Апробация результатов работы. Результаты настоящей диссертации были представлены автором на следующих научных конференциях, совещаниях и симпозиумах: I, И, III научн. конференциях молодых ученых Регионального науч.-образоват. центра по наноматериалам «Жидкие кристаллы» в рамках IV, V, VI фестиваля студентов, аспирантов и молодых ученых, Иваново, апрель 2007, 2008, 2009 гг.; III Междунар. на-уч.-практ. конф. «Пожарная и аварийная безопасность объектов», Иваново, декабрь 2007 г.; I Международной науч.-практ. конф. «Современные проблемы науки», Тамбов, март 2008 г.; Науч. семин. НИИ наноматериалов «Проблемы трибофизики жидких кристаллов» Ивановского гос. ун-та, май 2008 г.; V Междунар. науч.-практ. конф. «Современные методы в теоретической и экспериментальной трибоэлектрохимии», Плёс, июнь 2008 г.; Регион, науч.-техн. конф. «Материаловедение и надежность триботехни-ческих систем», Иваново, апрель 2009 г.; VII Междунар. науч. конф. по лиотропным жидким кристаллам и наноматериалам «Успехи в изучении термотропных жидких кристаллов», Иваново, сент. 2009 г.; II и III Международных форумах по нанотехноло-гиям. Москва, окт. 2009 г., нояб. 2010; 9 и 10 Междунар. конф. «Трибология и надежность» Санкт-Петербург, окт. 2009 г., окт. 2010 г.; II Междунар. семин. «Техника и технология трибологических исследований», Иваново, октябрь 2009 г.; Конф. молодых ученых ЦФО РФ «Актуальные направления научных исследований», г. Калуга, ноябрь

2009 г.; 12 Междунар. науч.-практ. конф. «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», г. Санкт-Петербург, апрель

2010 г., Науч.-техн. конф. «Трибология - машиностроению», посвященной 120-летию М.М. Хрущова, г. Москва, дек. 2010 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 23 печатных работы, в том числе одна монография, 6 статей в журналах ВАК, 16 статей в сборниках научных трудов и материалах конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и шести глав, заключения, списка литературы, включающего 210 наименований. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 69 рисунков и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, приведена общая характеристика работы и основные научные положения, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой аналитический обзор работ, посвященных исследованию влияния надмолекулярной структуры СМ в смазочном слое на их три-ботехнические характеристики. Приводится обзор ПАВ как присадок к СМ на водной основе. Рассмотрены основные свойства (главным образом, антифрикционные и про-тивоизносные) ПАВ неионогенного типа, обсуждаются сравнительные характеристики ПАВ ионогенного и неионогенного типов в триботехническом аспекте.

Идеи о самоорганизации термодинамических систем восходят к учению о синергетике И. Пригожина, которые применительно к трибосистемам были осмыслены Д. Тейбором и Л.И. Бершадским. Однако, эти работы были, в основном посвящены проблемам деградации твердых поверхностей трения и в малой степени касались процессов самоорганизации, происходящих в смазочных слоях. Прогрессом в этих вопросах современная трибология обязана, в первую очередь, работам A.C. Ахматова и Б.В. Дерягина. Перспективным направлением в теории и практике разработки и применения СМ на водной основе являются идеи, сформулированные в работах П.А. Ребинде-ра, Б.И. Щукина, Н.В. Перцова, касающиеся обстоятельств работы ПАВ в трибосисте-мах. Дополнительный импульс к развитию этих идей дало применение результатов исследований мезоморфного состояния вещества к теории смазочного действия. Существенный вклад в это направление внесли специалисты Ивановского государственного университета. Проблемами трения и износа водосмазываемых подшипников занимаются специалисты института механики металлополимерных систем и школы Б.М. Гинзбурга, которые решают задачи упрочнения полимерного материала различными модификаторами. В конце главы сформулированы цель и задачи исследования

Во втрой главе приводятся методики испытаний композиций НПАВ - вода, приборы и лабораторное оборудование, используемые в данной работе. Для испытаний присадок в работе использовалась машина трения СМЦ-2, минитрибометр ТАУ-1. Испытания на машине трения СМЦ-2 проводились по схеме диск-диски и диск-колодка в условиях граничного трения. Оценка триботехнических характеристик производили с использованием молекулярно-механической теории трения.

Для исследования физико-химического действия ПАВ использовали оптическую поляризационную микроскопию, ИК- и ЯМР-спектроскопию, поверхностное натяжение, реологию. Формулы исследованных веществ, приведены на рис. 1._

С„Н2П+10(С2Н40)1ПСН(СН)3-0С4Н9 п= 12.. 14; т= 10 С„Н2п+1СбН40(С2Н40)тСН(СН)гОС4Н, п=9; т= 10

синтанол БВ (ПАВ3) феноксол 9/10 БВ (ПАВ4)

C„H2n+iC6H40(C2H40)mH (п= 9; т=6) С„Н2п+1С6Н40(С2Н40)тН (п= 9; т=10)

неонол 9/6 (ПАВО неонол 9/10 (ПАВ2)

В третьей главе приведены экспериментальные данные по исследованию вы бранных СМ и материалов фрикционных пар на трение и износ.

При исследовании растворов НПАВ на минитрибометре ТАУ-1 определена оп тимальная концентрация НПАВ мезогенного типа в воде по параметру коэффициент трения (рис. 3.1, 3.2) по стандартной методике для пары трения (сталь 45) - радиаци онно-модифицированный фторопласт-4). Антифрикционное действие присадки оцени валось на машине трения СМЦ-2. Схема трения: вращающийся диск (сталь) - непод вижный диск (полимер) либо вращающийся диск (сталь) - колодка (полимер). Нор мальная нагрузка Р = 30...80 Н, а линейная скорость скольжения т 0,5... 1,2 м/с, пло щадь контакта в случае колодки 2 см2. Температура СМ вблизи зоны трения составля ла 30 - 40°С, а в самой зоне трения она достигает температурного интервала существо вания мезофазы данного мезогена. Поле температур в зоне трения определяли бескон тактным методом с помощью тепловизора Битке.

Противоизносные характеристики пары «диск-диск» определялись по длин-хорды сегмента износа (Д/г мм), вырабатываемого на неподвижном образце за опреде ленное время испытаний (в нашем случае за 300 сек), при заданной нормальной нагрузке, переменной скорости, и переменной концентрации присадки. Способ подачи СММ в зону трения путем окунания вращающегося образца в ванну.

По результатам испытаний (рис. 2, 3, 5) была определена концентрация, при которой наблюдался максимальный эффект от вводимой присадки в воду. Можно заметить, что во всех случаях при введении присадок ЖК природы наблюдается значительное улучшение смазочных свойств раствора (рис. 2-4). При введении присадок мезогена обращает на себя внимание снижение коэффициента трения уже при 10 мае. %, что мы объясняем его самоорганизацией и началом перехода в мезофазу.

Основной вклад в снижение коэффициента трения при введении НПАВ в воду вносит, как мы считаем, изменение фазового состояния присадки при переходе ее из жидкой фазы в высокоупорядоченную жидкокристаллическую фазу, сопровождающаяся поверхностной активностью. Такой вывод подтвержден дополнительными испытаниями в интервале температур от 63 до 79°С.

Из полученных данных следует, что молекулы НПАВ, сорбируясь на поверхности металла активационными центрами, создают упорядоченные надмолекулярные ансамбли, у которых при переходе в мезофазу уменьшается энергия сцепления в направлении действия сдвиговой деформации, но практически не меняется энергетика взаимодействия доменами. Влияние присадок-мезогенов на износные характеристики полимерных материалов однозначно (рис. 4 - 6). При введении присадки ПАВ4 в дистиллированную воду величина износа, в зависимости от концентрации, уменьшается в 2,5 - 3 раза.

Рис. 2. Зависимость коэффициента трения от _ _

концентрации НПАВ при модельных испы- Рис'1 3ависимость коэффициентов трения от

тания на мшштрибометре ТАУ-1 для парь, к°ВДентРаЧ™ присадки при испытаниях на трения МГМ2

машине трения СМЦ-2 пары трения МГМ2

Л, мкм

12

рмчм]

пав1 пав 2 павз пав4

0,000 0,025 0,050 0,075 0,100

Рис. 4. Зависимость величины линейного Рис. 5. Зависимость интенсивности линейно-износа от типа присадок (С = 10% масс., го износа от коэффициента трения (С = 10% и = 0,45 л*/с, I = 22°С, схема трения диск- масс., и = 0,45 .м/с, 1 = 22°С, схема трения

диск)

мкм

диск-частичный вкладыш)

Рис. 6. Зависимость величины линейного износа водосмазываемых пар трения в 1 % НПАВ от вращательной скорости контртела (а - 1)]=0,5 м/с, б - у2=0,75 м/с, в - г>з=1,2 м/с) и постоянной нормальной нагрузке 80 Н. Схема трения диск-диск

ПАВ1 ПАВ2 ПАВЗ ПАВ4

Для выявления корреляции между трибологическими характеристиками смазочного слоя и его физико-химическими особенностями были построены зависимости коэффи-

циента трения от введенного количественного параметра самоорганизации были аппроксимированы спадающей экспонентой вида

у = Уо + А ехр

где у- «начальный» коэффициент; Ах - предэкспонента; tx - параметр скорости спада.

Для каждой зависимости средствами программы ORIGIN строили линию регрессии, рассчитывали по методу наименьших квадратов коэффициенты регрессии и их погрешности. Пример одной из таких зависимостей приводится на рис. 7, а сводные данные по регрессионному анализу полученных трибограмм - в табл. 1. Как можно видеть по результатам сравнения зависимостей, из испытанных присадок наилучшие результаты показал ПАВ4. Значение параметра самоорганизации здесь наибольшее, скачки коэффициента трения не наблюдаются, установившееся минимальное значение коэффициента трения достигается при большем параметре самоорганизации, чем в сравниваемых случаях.

0,090

0,085__Линия регрессии

0,080-

0,075

0,060

0,0700,065-- Водный раствор НПАВ

Водный раствор НПАВ | (Феноксол 9/10 БВ) 10 мае. % |

Data: Dalat_B

M-J-.V EupDecl

Equation: у -- At Рвхр(-*Л1) + yO

Weighting:

у No weighting

±0 01018 ±1.24276 ±0.05941

0,44 0,48 0,52 0,56

Рис. 7. Пример построения регрессионной зависимости коэффициента трения от параметра самоорганизации

0,60

Таблица 1

Результаты регрессионного анализа зависимости коэффициента трения от параметра самоорганизации при трении пары сталь полимер при скорости ц=1м/с, и нагрузке 80 Н.

Тип присадки

ПАВ,

R

0,95

Уо

0,06

А Уо

0,02

h

0,09

0,05

А,

1,29

А А]

2.77

ПАВ,

0,94

0,01

0,005

ЛАВ,

0,91

0,19

0,14

0,09

0,22

1,37

2,28

пав4

0,97

0,28

0.04

0,01

0,47

1,15

1.79

0,13

0,06

1,04

1,24

Држме.чания к таблице:

Уо, А], /1 - коэффициенты регрессии экспоненциальной зависимости; А у0, А Аь А - погрешности соответствующих коэффициентов

Четвертая глава посвящена разработке вероятностной математической модели надмолекулярной самоорганизации мезогенного компонента СМ в смазочном слое. Назначение этой модели состоит в теоретической оценке количественного параметра

/

самоорганизации молекул мезогенного смазочного слоя при трении1 скольжения в растворах НЛАВ.

Модельным объектом для нашего моделирования является СМ, представляющий собой разбавленный раствор ПАВ в низкомолекулярном полярном растворителе. Поверхности трения полагают идеально гладкими. Для создания модели нами использован вероятностно-энергетический подход. Задачей модели было оценить количество молекул к, находящихся на энергетическом уровне Е с одинаковой структурной кон-формацией. Величина энергии может варьироваться в рамках одного вещества (рис.8).

Предположим, что оптимальное конформационное состояние молекулы СМ обеспечивает минимальное сопротивление сдвигу в смазочном слое. Поскольку нахождение молекулы в этом состоянии носит вероятностный характер, величина ее энергии также может носить вероятностный характер. Исходя из этого, разумно предположить, что образование эффективного смазочного слоя в первую очередь зависит от энергетического состояния молекул, вероятность нахождения в котором наибольшая.

Исследуем кинетику формирования смазочного слоя с вероятностными характеристиками конформационной энергии. Предлагаем следующую гипотезу: скорость перехода молекулы из одной оптимальной конформации в другую пропорциональна мощности, необходимой для перехода молекулы из одного конформационного состояния в другое, а также обратно пропорциональна времени этого перехода. Пусть

т. е. скорость убыли вероятности нахождения молекулы на энергетическом уровне Е пропорциональна вероятности нахождения ее на этом уровне, где а - коэффициент пропорциональности. Решаем уравнение (1) с разделяющимися переменными первой степени с учетом следующих допущений и начальных условий

1. Р (0) - вероятность нахождения молекулы на первом энергетическом стационарном уровне; 2. t = О, Е = Е0; 3. N(t) = N0 = const \ 4. Т = т0 ехр(Е„ /кТ) ■ где Еа - энергия активации молекул, т0 - сумма времен колебаний атомов, составляющих молекулы.

Мощность, необходимая для перехода всех молекул в последующее конформационное состояние, определим из соотношения

(1)

(2)

Jo

оппо

Рис. 8. Энергетические уровни молекул СМ: Е0 - энергетический уровень, характеризующий палочкообразную молекулу, Е1 - энергетический уровень, характеризующий молекулу, имеющую как палочкообразный, так и шарообразный фрагмент, Е2 - энергетический уровень, характеризующий клубкообразную форму молекул

где Ес - сумма энергий конформаций всех молекул системы (сумма внутренней энергии и кинетической (внешней) энергий). Подставляя условия в (2), получим:

/с = —=—е «г

а Ес (3)

Параметр а может зависеть от степени ориентации молекул, участвующих в конформационном переходе, а также влияет на теплопроводность материала. Так как СМ выполняют не только смазочную, но и охлаждающую функцию, то изучение таких их физических свойств, как теплопроводность, является важным при трибологических исследованиях. С учетом теплопроводности формула для определения количества молекул, имеющих одинаковые конформации, будет иметь вид:

1-Ес (4)

где к' - число молекул, имеющих одинаковые конформации, / - толщина смазочного слоя, Еа - энергия активации, Г-температура в зоне контакта, площадь контакта, X - коэффициент теплопроводности.

Поскольку модель вероятностная, то одна и та же молекула может по-разному располагаться и ориентироваться на поверхности, что и должно быть учтено в количестве молекул, участвующих в энергетическом переходе, как это выражено в (4). Параметр самоорганизации тогда можно рассчитать по формуле:

фЛ, (5)

п

где ф - коэффициент ориентации, п - общее количество молекул присадки.

Рассмотрим влияние скорости течения СМ на конформационные процессы. Известно, что на твердой поверхности молекулы ЖК планарно ориентированы, т. е. находятся на энергетическом уровне Е0. Процесс трения можно представить в виде течения смазочного материала между двумя параллельными пластинами, т.е. осуществляется течение Куэтта (рис. 9,а). В стационарном состоянии уравнение гидродинамики имеет вид:

77'Аи = 0 (6)

Для двумерного случая с учетом граничных условий это уравнение примет вид:

о

г = г0: и = О, г = Л - г0: и = и.

(7)

где г0 - толщина адсорбированного на поверхностях трения слоя молекул неионоген-ных ПАВ, и - относительная скорость стационарного течения пластин, И - толщина зазора между пластинами и с учетом того, что:

и

О = с-г„ + с/ и = с-(и~20)+с1

2-г0-И (8)

В результате математических преобразований получим выражение для определения скорости течения смазочного материала на любой высоте от нижней пластины.

о(г) =

■о

А-2-*„

и ■ А-2-;

А- 2 ■

'(—о)

"О " ""О " "" "О (9)

Поскольку толщина пристенного слоя много меньше расстояния между пластинами (го«/?), то выражение (9) примет вид.

п

(10)

Итак, скорость вдоль оси г однозначно можно определить, зная: относительную скорость скольжения и пластин, толщину зазора между пластинами И и толщину 20 пристенного слоя, который можно оценить, исходя из размеров молекулярной пленки, которая получается в результате адсорбции молекул ПАВ на поверхности. С учетом полученной зависимости относительной скорости перемещения двух параллельных пластин определим напряжение сдвига:

с1и

(11)

где ¡7„ вязкость воды как преобладающего компонента системы, тху - напряжение сдвига.

Итоговая формула имеет вид:

.* ■ (12) к

Поскольку на первом этапе образовалась адсорбированная пленка, то все активные центры поверхности заполнены. При введении в поток воды жидких кристаллов частицы последних начинают преобразовывать свою конформацию и, как правило, образуют слой толщиной т0 (рис. 9,6).

= Л е

г

.............:........::.........:::............:::........ "1

И 11

\

I?о

ижш

т.

О. Оо°Ос

т.- .......... V

и

И Зс и®

А б в

Рис. 9.Стационарное (ламинарное) течение водного раствора неионогенного ПАВ: а- с образованием адсорбционной пленки, б - с образованием первичного адсорбционного слоя, в - течение структурированной системы

В этом слое молекулы могут располагаться по-разному. На расположение молекул в слое оказывают влияние следующие факторы: 1) концентрация жидкого кристалла в водном растворе; 2) энергия конформации; 3) температура в слое. Исходя из этих предположений, относительная скорость течения СМ примет вид:

п

и соответствующее этой скорости напряжение сдвига будет:

т„=ч(С,Е„ЛТ)-у

(13)

(И)

где С - концентрация жидкого кристалла в водном растворе, Ес - энергия конформа-ции, А Г- изменение температуры в слое.

Полученное выражение говорит о том, что линейный характер течения остается. Изменяется лишь тангенс угла наклона профиля течения (увеличивается ускорение) за счет изменения вязкости. Графически это показано на рис. 10.

При дальнейшем увеличении концентрации ПАВ наблюдается изменение профиля скоростей за счет перехода от ньютоновской жидкости к неньютоновской, в частности, к псевдопластическому течению.

(15)

где п < 1 показатель, характеризующий отклонение свойств жидкости от ньютоновской.

Чтобы оценить коэффициент ориентации подставим (10) и (13) в формулу (5) и с учетом уравнения Аррениуса для вязкости получим:

2,7 ■ Х-з'-Т

( Г* ( — ■\z-n-z .л - 2 > Еа

п-1- (т/2)- о) + Е.„ ,екТ

2,1 -Л-я' Т

п • 1 • ( (т/2)- к 7' (2 _ 2о) кТ

, при образовании пристенного ЖК - слоя

(16)

, при образовании адсорбционной пленки

П2о /) - пго А

Рис. 10. Профили относительных скоростей течения: 1 - течение ньютоновской жидкости во всем зазоре между пластинами, 2 - течение неньютоновской жидкости (псевдопластическое течение неионогенного ПАВ во всем объеме между пластинами), 3 - течение ньютоновской жидкости в слое ограниченном сверху и снизу толщиной пг0 первичного адсорбционного слоя

Внутреннюю энергию рассчитывали методом молекулярной динамики. Получены численные данные параметра самоорганизации исследуемых присадок. Его численные значения коррелируют со значениями коэффициента ориентации молекул присадки, находящихся в нематической ЖК-фазы.

Пятая глава посвящена исследованиям физико-химических свойств и надмолекулярной самоорганизации мезогенных присадок ПАВ. Методом поляризационной микроскопии были получены фотографии слоев, формируемых из водных растворов неионогенными присадками на твердой поверхности (рис. 11), свидетельствующие о том, что молекулярные ансамбли формируют на твердой подложке ориентированные слои. В диапазоне концентраций от 30 до 55 об. % (от 35 до 50 мае. %) неонола наблюдается переход к новому типу текстуры, а именно мелкозернистой текстуре (рис. 12). Максимальная область её существования на температурной шкале соответствует 6В °С при концентрации 40 мае. %. Область фазы с миелиновыми фигурами отделена от области с веерной текстуры. Дальнейшее повышение концентрации, а именно от 55 до 70

об. % (от 50 до 55 мае. %) сопровождается переходом в текстуру с миелиновыми фигурами. При нагревание до 55 °С негеометрическая текстура переходит в изотропную область (рис. 13).

е 2 ; -

НЙИ'^

нян

Рис. 13. Микрофотография текстуры миелиновых фигур и сферолитов водного раствора ПАВ3 при Т = 23 °С, х 250)

¡¡¡■■в

Рис. 11. Микрофотография текстуры миелиновых фигур водного раствора ПАВ, при Т = 23°С, х 250

Рис. 12. Микрофотография двухфазного района слоя водного раствора ПАВ2 при Т= 23 °С, х 250

Поскольку миелиновые фигуры и негеометрическая текстура со сферолитами характерны для ламеллярной фазы, а мелкозернистая текстура - для гексагональной, мы идентифицировали соответствующие поля на фазовой диограмме как ламелляр-ную, гексагональную фазы и затем снова ламеллярная фазы (см. рис.14, 15).

Последовательность фазовых переходов доказывает то, что при повышении концентрации неонола, после ламеллярной фазы возникает обращенная гексагональная и затем обращенная ламеллярная.

60

40

20

ISO %

/ 1\ м \\

А н,

! 1 1

20

40

С,об.1

С, об.

Рис. 14. Диаграмма фазовых переходов Рис. 15. Диаграмма фазовых переходов водных водных растворов ПАВ, при нагреве растворов ПАВ, при охлаждении

Исследованы реологические особенности и лиотропный мезоморфизм водных систем двух неионогенных ПАВ: ПАВ, и ПАВ,, отличающихся числом этиленокси-групп в концевых гидрофильных заместителях (6 и 10 соответственно), а также ПАВ, и ПАВ4. Установлено, что увеличение числа этиленоксидных группировок в молекуле сопровождается ростом вязкости во всем исследованном диапазоне концентраций (рис. 15).

Для каждой модельной смазочной композиции строили зависимости в «кэссо-новских» координатах (рис. 16): «напряжение сдвига - скорость сдвига» с учетом того, что динамическая вязкость может отражать малые изменения надмолекулярной структуры, которые зачастую оказываются недоступными для изучения другими методами. Сопоставляя данные реологических экспериментов и модельными представлениями, установлена корреляция между параметром самоорганизации и смазочной эффективностью водных растворов исследуемых веществ.

Для исследованных образцов на измеренных кривых течения (зависимостях вяз кости от концентрации) (рис. 16) наблюдался заметный подъем (т.е. неньютоновско поведение), указывающий на присутствие некоторых протяженных надмолекулярных структур, разрушаемых при увеличении механической нагрузки. У исследованных систем разрушение структурного каркаса происходит в значительном диапазоне скоростей сдвига, вплоть до выхода системы на ньютоновский режим течения, что согласу ется с теоретическими представлениями.

Под воздействием напряжения сдвига (скорости сдвига) происходит разрушение] части агрегатов (ассоциатов), в результате чего вязкость композиций уменьшается и тем интенсивнее, чем выше напряжение сдвига. Если разность между наибольшей предельной вязкостью практически неразрушенной структуры и наименьшей вязкостью предельно разрушенной структуры составляет больше 300 мПа-с, то это характерно для сильно структурированных дисперсных систем. В нашем случае это характерно для ПАВ в зоне образования ЖК-фазы (рис. 17). Когда разность снижается до 200 -100 мПа-с (выход из диапазона образования ЖК-фазы), можно исследуемые жидкости охарактеризовать как слабоструктурированные.

Наличие пика на кривых течения можно объяснить тем, что в неподвижной среде частицы системы расположены хаотично, а под действием возрастающих сдвигающих сил происходит все большая ориентация частиц в направлении течения, что снижает силу взаимодействия между частицами и приводит к более быстрому разрушению структуры при повышении скорости сдвига.

л, мПа'с 1200-1-—

800

400

-—ПАВ, ^—ПАВ? ■»— ПАВ, — ПАВ

V

30

0,05

.......{......

-ПАВ, -ПАВ. -ПАВ, -ПАВ.

60

С, мае.

120

Рис. 16. Зависимость вязкости исследуемых Рис. 17. Зависимость сдвиговой деформа-ПАВ от их концентрации в воде ции от скорости сдвига

Структурные исследования присадок в ИК-области показали, что существует пик на кривой поглощения, характеризующий структурное образование. В процессе трения надмолекулярная структура разрушается, а отдельные молекулы исследуемых ПАВ остаются неизменными. По изотермам поверхностного натяжения оценивали ККМ и поверхностную активность по Гиббсу растворов ПАВ (рис. 18)

/

Зависимость а (С) подтверждает известный факт, что с уменьшением длины углеводородного радикала снижается значение поверхностной активности. В связи с полученными данными можно сделать вывод о том, что уменьшение длины оксиэтиленовой цепочки с п равным 10 до л равным 6 приводит к уменьшению показателя поверхностного натяжения.

Экстремумы на изотермах поверхностного натяжения соответствуют перестройкам надмолекулярных ансамблей.

центрации Н11АВ

Основные результаты и выводы:

1. Проведены модельные триботехнические испытания присадок неонола в широком диапазоне концентраций трибоактивных присадок и режимов трения. Показано, что увеличение концентрации НПАВ понижает интенсивность изнашивания полимерных материалов, наиболее мягкие условия трения в водном растворе 20 мае. % феноксола 9/10 БВ (ПАВ4). С увеличением нагрузки интенсивность изнашивания растет, коэффициент трения уменьшается;

2. Доказано, что испытанные водные растворы НПАВ являются перспективными в качестве трибоактивных присадок для водосмазываемых узлов трения. Механизм действия ЛЖК присадок связан с их способностью формировать на твердой поверхности упорядоченные слои. У исследуемых бинарных смесей НПАВ - вода способность к образованию мезофазы наблюдается и без приложения нагрузки.

3. По данным спектральных исследований бинарные смеси НПАВ-вода отнесены к ассоциативным процессам за счет образования водородных связей между молекулами ПАВ и воды;

4. Разработана модель смазочного слоя, образованного из водного раствора неионо-генного ПАВ при трении скольжения, включающую оценку надмолекулярной самоорганизации СМ;

5. Разработан метод расчетной оценки параметра надмолекулярной самоорганизации. Полученные данные величины параметра коррелирует с величиной коэффициента ориентации АФ в нематической фазе;

6. Выявлена корреляция между теоретически рассчитанным значением параметра самоорганизации и экспериментальными данным коэффициента трения. Разработанная модель не противоречит полученным данным.

Рис. 18. Сравнение зависимостей поверхностного натяжения от кон-

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах

Изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Березина Е.В., Шилов М.А. Повышение эффективности процесса сверления путе; использования в качестве СОТС структурированных гелей // СТИН.-2010,- № 10. С. 37 - 40. (Автору принадлежит экспериментальная часть)

2. Годлевский В.А, Фомичёв Д.С., Шилов М.А., Березина Е.В., Кузнецов С.А. Примене ние метода компьютерного молекулярного моделирования для описания строени смазочного слоя // Трение и износ. - 2009. - Т. 30. - № 1. - С. 16-21. (Автору принад лежит методика расчета численных характеристик смазочного слоя и выбор иссле дуемых веществ)

3. Шилов М.А. О Возможности компьютерного моделирования смазочного слоя / Технология машиностроения. - 2009. - 11 (89). - С. 51 - 55.

4. Шилов М.А. Математическая модель поведения мезогенных СОТС в зоне трибо-контакта // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2010 - Вып 4 (34). - С. 55 - 60.

5. Шилов М.А. Исследования механизма самоорганизации неионогенных ПАВ и их композиции с ионогенными ПАВ в водосмазываемых узлах трения // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2011. - Вып. 1 (35). - С. 57 - 64.

6. Шилов М.А. Стендовые испытания втулок из радиацонно-модифицированного фто-ропласта-4 в среде с мезогенными присадками // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2011. - Вып. 2 (36). - С. 30-35.

Монографии:

1. Шилов М.А., Веселов В.В. Компьютерное моделирование молекулярных систем методом молекулярной динамики / М.А. Шилов, В.В. Веселов. - Иваново: Ивановская государственная текстильная академия, 2010. - 168 с. (В одной из глав представлены расчеты по моделированию смазочных слоев в граничном и гидродинамическом режимах трения)

Других изданиях:

1. Волков А.В., Шилов М.А. Моделирование сдвигового процесса в гидродинамическом слое мезогенного смазочного материала // Сборник научных трудов «Материаловедение и надежность триботехнических систем». - Иваново- ИГХТУ 2009 -С. 44-50.

2. Шилов М.А. Влияние добавления структурированных гелей с ХЖК присадками в зону контакта на стойкость режущего инструмента // Материалы 12-й Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня». - Санкт-Петербург, 2010. - С. 457-461.

3. Шилов М.А. Моделирование гидродинамических характеристик неонолов в программном комплексе СЯОМАСЗ // Органические и гибридные наноматериалы: Материалы второй конференции с элементами научной школы для молодежи. - Иваново, 2009. -С. 194-199.

4. Шилов М.А. Проявление лиотропного мезоморфизма в смазочных слоях // Материалы конференции молодых ученых ЦФО РФ «Актуальные направления научных исследований». - Калуга, 2009. - С. 222 - 231.

5. Шилов М.А., Кузнецов С.А. О возможности моделирования наноструктурирован-ного смазочного слоя // Материалы II Международного форума по нанотехнологи-ям.-М., 2009.-С. 255-257.

6. Шилов М.А., Березина Е.В. Трибологические и физико-химические исследования структурированных гелей как компонента СОТС // Трение, износ, смазка (электронный ресурс). -2010. -Т13. -№42.-7 с.

7. Шилов М.А, Березина Е.В. О возможности многократного использования структурированных гелей в качестве СОТС // Трение, износ, смазка (электронный ресурс). -2010.-Т. 13.-№42.-8с.

8. Шилов М.А., Волков A.B. Конформационно-энергетическая модель поведения ме-зогенных СОТС в трибоконтакте // Трение, износ, смазка (электронный ресурс). -2010.-Т. 13.-№42.-7с.

9. Шилов М.А., Волков A.B. Вероятностная модель и компьютерная реализация процесса адсорбции граничного смазочного слоя // Трение, износ, смазка (электронный ресурс).-2010.-Т. 13.-№43.-8 с.

10. Шилов М.А., Березина Е.В., Годлевский В.А. Поляризационно-оптические и реологические свойства растворов некоторых неионогенных ПАВ, применяемых в качестве водосмешиваемых смазочных материалов // Материалы научно-технической конференции «Трибология - машиностроению». -М., 2010. - С. 86.

Шилов Михаил Александрович

СМАЗОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НЕИОНОГЕННЫХ ПАВ ПРИ ТРЕНИИ ПАРЫ МЕТАЛЛ-ПОЛИМЕР

п.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Отпечатано с оригинала макета, предоставленного автором

Подписано к печати 05.09.2011 г. Усл. п. л. 1,00 Уч.-изд. л. 1,03. Формат 60x84 1/16. Тираж 130 экз. Заказ № 39.

Отпечатано на полиграфическом оборудовании Ивановского института ГПС МЧС России

153040, Иваново, пр. Строителей, д. 33.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Подшипниковые материалы: типы, свойства, рабочие характеристики.

1.2. Полимерные материалы: типы, структура, свойства, основные триботехнические характеристики.

1.2.1. Основные типы полимерных материалов, их структура и свойства.

1.2.2. Триботехнические характеристики полимерных материалов.

1.2.3. Износостойкость полимерных материалов.

1.2.4. Достоинства и недостатки полимерных материалов.

1.2.5. Современные СОТС: типы и области применения.

1.2.5.1. Классификация жидких СМ.

1.2.5.2. Области применения жидких СОТС.

1.2.5.3. Поверхностно-активные вещества.

1.2.6. Жидкокристаллические соединения: классификация и возможность их использования в СОТС.

1.2.6.1. Структурные особенности и свойства неионогенных ПАВ, проявляющих лиотропный мезоморфизм.

1.2.6.2. Физико-химические аспекты использования лиотропных ЖК-соединений.

1.2.6.3. Трибологические особенности жидких мезогенных СМ.

1.2.6.4. Реологические особенности жидкокристаллических СОТС.

1.2.6.5. Термополяризационные свойства жидкокристаллических СОТС.

1.2.7. Применение метода молекулярного моделирования к описанию строения мезогенного смазочного слоя.

1.2.8. Выводы по результатам аналитического обзора, постановка цели и задач исследования.

1.2.8.1. Выводы по аналитическому обзору.

1.2.8.2. Формулирование цели и задач исследования.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы пар трения.

2.2. Поверхностно-активные вещества.

2.3.Экспериментальные методики.

2.3.1. Поляризационная микроскопия.

2.3.2. Методика исследований на минитрибометре ТАУ-1.

2.3.3. Методика исследования износостойкости.

2.3.4. Прирабатываемость выбранных материалов.

2.3.5. Методика проведения спектроскопических исследований.

3. ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДУЕМЫХ СМ.

3.1. Изменение конструкции пожарного насоса нормального давления для замены узла качения на узел скольжения.

3.2. Исследование трибологических свойств смазочных композиций на минитрибометре ТАУ-1.

3.3. Исследование трибологических свойств жидких СМ, проявляющих лиотропный мезоморфизм на машине трения СМЦ-2.

3.4. Износостойкость выбранных материалов в водной среде.

3.4.1. Влияние скорости вращения контртела и контактной нагрузки на износостойкость выбранных водосмазываемых пар трения.

3.4.2. Влияние неионогенных ПАВ на износостойкость выбранных водосмазываемых пар трения.

3.5. Исследование поверхности контртел до и после трения.

3.6. Стендовые испытания втулок из РМФ-4 в среде с мезогенными присадками.

3.7. Выводы по главе.

4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОВЕДЕНИЯ

МЕЗОГЕННЫХ ПРИСАДОК В ОБЛАСТИ ТРИБОКОНТАКТА.

4.1. Вероятностная модель поведения мезогенных СОТС в области трибоконтакта.

4.2. Оценочный расчет.

4.3. Выводы по главе.

5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СМ.

5.1. Поляризационная микроскопия неионогенных ПАВ.

5.2. Реология неионогенных ПАВ.

5.3. Спектроскопические исследования ПАВ.

5.4. Исследование поверхностного натяжения.

5.5. Выводы по главе.

6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

Надежность и долговечность пожарно-автомобильного и других видов транспорта во многом обусловлены явлениями трения и изнашивания, происходящими в узлах машин. Изнашивание приводит к нарушению герметичности узлов, теряется точность взаимного расположения деталей и перемещений. Возникают заклинивания, удары, вибрации, приводящие к поломкам. Трение приводит к потерям энергии, перегреву механизмов, снижению передаваемых усилий, повышенному расходу горючего и других материалов. Положительно роль трения необходима для обеспечения работы тормозов-, сцепления, движения колес. Явления трения и изнашивания взаимно обусловлены: трение приводит к изнашиванию, а изнашивание поверхностей деталей в ходе работы приводит к изменению трения [96].

В химической, текстильной и других отраслях промышленности долговечность, надежность и экономичность машин и аппаратов во многом определяется износом подвижных соединений, работающих в контакте с технологическими средствами. В этих условиях надежность и долговечность машин и аппаратов (насосы, дистилляторы, красильно-отделочное оборудование), а, следовательно, и увеличение срока службы будет во многом определяться правильным подбором материалов пар трения подвижных соединений, отвечающих не только требованиям конструкционных материалов, но также обладающих высокой износостойкостью при воздействии различных технологических сред и стабильностью физико-механических характеристик. Этим условиям отвечают полимерные материалы. Применение полимерных материалов, особенно в узлах трения, повышает производительность машин, снижает расход мощности на вредные сопротивления в узлах трения, обеспечивает более низкие удельные нагрузки в пусковые и приработочные периоды.

Проблемы трения, износа и смазки в машинах изучает трибология. Прикладными задачами по повышению износостойкости и управлению трением за счет применения новых конструкций узлов, материалов и эксплуатационных приемов занимается триботехника [202].

Последние десятилетия во всех промышленно развитых странах характеризуются усилением внимания к проблемам трения и изнашивания, вредные последствия которых глобальны. Эти последствия связаны, прежде всего, с потерями энергии в узлах трения, потерями материалов при изнашивании и выходе оборудования из строя, вредными экологическими последствиями износа уплотнений, подшипников, направляющих и других подвижных сопряжений [96, 129].

Анализ научных публикаций и тематики крупнейших конференций последних лет позволяет определить области исследований в трибологии, занимающие центральное место. Одной из таких проблем является исследование свойств и создание новых смазочных материалов для узлов трения.

Существует небольшое число методов, которые позволяют получать адекватную информацию о процессах, происходящих в зоне трения. Методов исследования смазочных слоев, учитывающих надмолекулярную самоорганизацию соединений, входящих в состав СМ непосредственно при трении, еще меньше, что позволяет говорить о необходимости разработки новых методов в этом направлении [202].

Раскрытие физико-химического механизма смазочного действия разнообразных трибоактивных компонентов, в частности, мезогенных веществ, - чрезвычайно непростая задача. Новые и весьма многообещающие возможности в этом направлении предоставляет быстрое развитие компьютерного молекулярного моделирования (молекулярно-динамическое моделирование), которое позволяет описывать не только отдельные молекулы СМ, но и развитые молекулярные ансамбли, такие, например, как димеры, мицеллы и другие агрегаты.

Общая характеристика работы Актуальность работы

Особая роль в машиностроении принадлежит полимерным материалам. Эти материалы отличаются большой универсальностью, высокой1 химической и термической стойкостью, достаточно высокой прочностью и хорошими антифрикционными свойствами [15, 17]. В последние годь1 существенный прогресс "> в области триботехники достигнут при создании и промышленном освоении композитов. Вопросам трения и износа этих материалов в условиях смазки и без смазки посвящено большое количество работ.

Однако практически отсутствуют исследования на трение и износ водоема зываемых пар трения с применением бинарной смеси неионогенных ПАВ - вода. Поэтому представляет интерес более детальное изучение поведения данных присадок к СОТС на операциях трения и износа, а также подтверждения действия неионогенных присадок с помощью физико-химических методов исследования структуры.

В настоящей работе использование водных растворов неионогенных ПАВ основывается на возможности их использования не только в качестве СМ, но и одновременно в качестве пенообразователя. Применение таких составов позволяет не только шире варьировать состав вводимых присадок, а также лучше удерживать образованные ими адсорбционные пленки на поверхности инструмента при взаимодействии водосмазываемых пар трения узлов пожарных насосов, но и дает возможность повторного их использования.

В работе была предпринята попытка создания метода исследований, который позволил бы проводить комплексное выявление эффективности применения таких присадок в качестве присадок к СОТС при трении пар «металл-полимер», в которых в качестве смазочного материала используются водные растворы неионогенных ПАВ.

Работа поддержана грантами: Минобрнауки РФ АЦВП № 2.1.2/4670, РФФИ 11-08-01102-а (2011 г.).

Цель и задачи

Цель работы - повышение надежности водосмазываемых подшипниковых пар скольжения путем введения присадок мезогенных ПАВ.

Для достижения этой цели предполагалось решить следующие задачи:

1. Провести модельные триботехнические испытания присадок класса неонолов в широком диапазоне концентраций и режимов трения;

2. Выполнить цикл физико-химических исследований водных растворов не-ионогенных ПАВ для объяснения влияния эффектов самоорганизации на процесс трения;

3. Разработать модель смазочного слоя, образованного из водного раствора не-ионогенного ПАВ при трении скольжения, включающую оценку надмолекулярной самоорганизации СМ;

4. Разработать метод расчетной оценки эффекта надмолекулярной самоорганизации СМ;

5. Выявить корреляцию между трибологическими характеристиками смазочного слоя и его физико-химическими особенностями;

6. Дать практические рекомендации по применению водных растворов неионоген ных ПАВ в металл полимерных подшипниках скольжения.

Методы исследования

Задачи решались с помощью теоретических и экспериментальных методов. В теоретической части использованы основные положения теории Майера-Заупе. В экспериментальной части работы использовали методы оптической поляризационной термомикроскопии, вискозиметрии, ИК-спектроскопии, построения изотерм поверхностного натяжения и др. Измерения трения и износа выполнены в соответствии с известными методиками. Экспериментальные зависимости обрабатывали с применением регрессионного анализа.

Научная новизна работы: 1) Построена вероятностная математическая модель надмолекулярной самоорганизации мезогенного компонента СМ в смазочном слое.

2) Получены экспериментальные данные о взаимосвязи физико-химических и трибологических характеристик исследуемых СМ

3) Установлена корреляция между аналитически полученным параметром самоорганизации и экспериментальным значениям коэффициента трения.

Обоснованность и достоверность результатов

Основные результаты и выводы настоящей работы обеспечиваются: корректным применением известных методик физико-химических исследований к выбранным классам смазочных материалов; адекватностью построенных регрессионных моделей; статистической обработкой экспериментальных данных.

Практическая значимость

1. Разработаны рекомендации по применению водных растворов неионо-генных ПАВ в металлполимерных подшипниках скольжения.

2. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедре «Пожарная техника» ИвИ ГПС МЧС России в лекционных спецкурсах, лабораторных практикумах, при выполнении курсовых и дипломных работ.

3. Основные практические рекомендации по использованию в качестве присадок к СМ водных растворов НПАВ в подшипниковых узлах пожарных насосов внедрены в пожарной части № 77 г. Пыть-Ях, Тюменской области.

Соответствие паспорту специальности. Выводы и положения диссертации соответствуют п. 4 «Смазочное действие: гидро-газодинамическая смазка, гидро- и газостатическая смазка, эластогидродинамическая смазка, граничная смазка», п. 11 «Термодинамика и самоорганизация трибосистем» паспорта специальности 05.02.04 - трение и износ в машинах.

Апробация работы

Результаты настоящей диссертации были представлены автором на следующих научных конференциях, совещаниях и симпозиумах: I, II, III научн. конференциях молодых ученых Регионального науч.-образоват. центра по наноматериалам «Жидкие кристаллы» в рамках IV, V, VI фестиваля студентов, аспиран

12 тов и молодых ученых, Иваново, апрель 2007, 2008, 2009 гг.; III Междунар. науч.-практ. конф. «Пожарная и аварийная безопасность объектов», Иваново, декабрь 2007 г.; I Международной науч.-практ. конф. «Современные проблемы науки», Тамбов, март 2008 г.; Науч. семин. НИИ наноматериалов «Проблемы трибофизики жидких кристаллов» Ивановского гос. ун-та, май 2008 г.; V Междунар. науч.-практ. конф. «Современные методы в теоретической и экспериментальной трибоэлектрохимии», Плёс, июнь 2008 г.; Регион, науч.-техн. конф. «Материаловедение и надежность триботехнических систем», Иваново, апрель

2009 г.; VII Междунар. науч. конф. по лиотропным жидким кристаллам и нано-материалам «Успехи в изучении термотропных жидких кристаллов», Иваново, сен г. 2009 г.; IT и III Международных форумах по нанотехнологиям. Москва, окт. 2009 г., нояб. 2010; 9 и 10 Междунар. конф. «Трибология и надежность», Санкт-Петербург, окт. 2009 г., окт. 2010 г.; II Междунар. семин. «Техника и технология трибологических исследований», Иваново, октябрь 2009 г.; Конф. молодых ученых ЦФО РФ «Актуальные направления научных исследований», г. Калуга, ноябрь 2009 г.; 12 Междунар. науч.-практ. конф. «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», Санкт-Петербург, апрель 2010 г., Науч.-техн. конф. «Трибология - машиностроению», посвященной 120-летию М.М. Хрущова, Москва, дек.

2010 г.

Публикации по теме диссертации

По теме диссертационной работы опубликовано 14 научных работ, в том числе 1 монография, 6 статей в журналах ВАК, 7 статей в сборниках научных трудов и материалах конференций.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Березина КВ., Шипов М.А. Повышение эффективности процесса сверления путем использования в качестве СОТС структурированных гелей // СТИН — 2010,- № 10. - С. 37-40., (0,25 пл., лично автора - 0,13 п.л.).

2. Шилов М.А.Годлевский В.А, Фомичев Д. С., Березина Е.В., Кузнецов С.А. Применение метода компьютерного молекулярного моделирования для описания строения смазочного слоя // Трение и износ. - 2009. - Т. 30. - № 1. - С. 16-21. (0,3 п.л., лично автора - 0,1 п.л.).

3. Шилов М.А. О Возможности компьютерного моделирования смазочного слоя // Технология машиностроения. — 2009. - 11 (89). - С. 51 — 55. (0,3 п.л.).

4. Шилов М.А. Математическая модель поведения мезогенных СОТС в зоне трибоконтакта // Жидкие кристаллы и их практическое использовагою. -2010. - Вып. 4 (34). - С. 55 - 60, (0,4 п.л.).

5. Шилов М.А. Исследования механизма самоорганизации неионогенных ПАВ и их композиции с ионогенными ПАВ в водосмазываемых узлах трения // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2011. - Вып. 1 (35). -С. 57 - 64. (0,5 п.л.).

6. Шилов М.А. Стендовые испытания втулок из радиацонно-модифицированного фторопласта-4 в среде с мезогенными присадками // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2011. - Вып. 2 (36). -С. 30-35. (0,31 п.л.).

7. Шилов М.А., Веселое В.В. Компьютерное моделирование молекулярных систем методом молекулярной динамики / М.А. Шилов, В.В. Веселов. — Иваново: Ивановская государственная текстильная академия, 2010. — 168 с, (монография).

8. Шилов М.А., Волков А.В. Моделирование сдвигового процесса в гидродинамическом слое мезогенного смазочного материала // Сборник научных трудов «Материаловедение и надежность триботехнических систем». — Иваново: ИГХТУ, 2009. - С. 44-50, (0,3 п.л., лично автора - 0,15 п.л.).

9. Шилов М.А. Моделирование гидродинамических характеристик неонолов в программном комплексе GROMACS // Органические и гибридные наномате-риалы: Материалы второй конференции с элементами научной школы для молодежи. - Иваново, 2009. - С. 194-199, (0,4 п.л.).

10. Шилов М.А. Проявление лиотропного мезоморфизма в смазочных слоях // Материалы конференции молодых ученых ЦФО РФ «Актуальные направления научных исследований». - Калуга, 2009. - С. 222 - 231, (0,6 п.л.).

11. Шилов М.А., Кузнегрв С. А. О возможности моделирования нанострукту-рированного смазочного слоя // Материалы II Международного форума по нанотехнологиям. - М., 2009. - С. 255 - 257, (0,2 п.л., лично автора - 0,1 п.л.).

12. Шилов М.А., Березина Е.В. Трибологические и физико-химические исследования структурированных гелей как компонента СОТС // Трение, износ, смазка (электронный ресурс). — 2010. — Т13. - №42. - 7 с, (0,44 п.л., лично автора - 0,22 п.л.).

13. Шилов М.А., Волков A.B. Конформационно-энергетическая модель поведения мезогенных СОТС в трибоконтакте // Трение, износ, смазка (электронный ресурс). - 2010. - Т. 13. - № 42. -7с, (0,44 п.л., лично автора - 0,22 п.л.).

14. Шилов М.А., Березина Е.В., Годлевский В.А. Поляризационно-оптические и реологические свойства растворов некоторых неионогенных ПАВ, применяемых в качестве водосмешиваемых смазочных материалов // Материалы научно-технической конференции «Трибология - машиностроению». — М., 2010. - С. 86, (0,06 п.л., лично автора - 0,02 п.л.).

Дипломы и премии

1 .Шилов М.А. Исследование сдвигового процесса в гидродинамическом смазочном слое методом молекулярной динамики // Региональный конкурс научных работ в области жидких кристаллов среди студентов, аспирантов и молодых ученых на соискание премии им. И.Г. Чистякова. Иваново, 2008. Премия им. И.Г. Чистякова. Диплом.

2. Шилов М.А. О возможности моделирования наноструктурированного смазочного слоя // II Международный форум по нанотехнологиям, Москва, 6-8 октября 2009 г. Диплом.

3. Шилов М.А. 12-я Международная научно-практическая конференция «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», Санкт-Петербург, 13-16 апреля 2010 г. Диплом

4. Шилов М.А. Влияние присадок жидкокристаллических соединений на трибо-логические характеристики водосмазываемых подшипниковых пар, применяемых в пожарных насосах // Конкурс научно-исследовательских работ научно-педагогического состава, посвященный Дню пожарной охраны России. Иваново, 2010. Диплом.

5. Шилов М.А. Смазочное действие водных растворов неионогенных ПАВ при -треии пары металл-полимер // Конкурс научно-исследовательских работ научно-педагогического состава, посвященный Дню пожарной охраны России. Иваново, 2011. Диплом.

6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В рамках настоящей работы был выполнен большой цикл технологических и физико-химических исследований, позволяющих выявить принципы механизма смазочного действия смазочных композиций на основе водных растворов НПАВ.

Исследование водных растворов НПАВ на минитрибометере ТАУ-1 показало, что все ПАВ снижают коэффициент трения при повышенных нагрузках, однако при этом существует разница между природой добавляемого соединения и его концентрацией в составе СК. При испытании исследуемых присадок на минитрибометре характерно понижение коэффициента трения во всем диапазоне приложенных нагрузок. Можно предположить, что это происходит из-за того, что с увеличением нагрузки уменьшается толщина смазочного слоя. Происходит переход от объемного взаимодействия к поверхностному (граничному). В процесс трения начинают вступать адсорбированные слои. С увеличением нагрузки в контакте повышается температура, это влияет на вязкость, на процесс адсорбции и на упорядочивание поверхностных адсорбционных слоев.

По работе в целом на основе сказанного можно сделать следующие основные выводы.

1. Проведены модельные триботехнические испытания присадок неонола в широком диапазоне концентраций трибоактивных присадок и режимов трения. Показано, что увеличение концентрации НПАВ понижает интенсивность изнашивания полимерных материалов, наиболее мягкие условия трения в водном растворе 20 мае. % феноксола 9/10 БВ (ПАВ4). С увеличением нагрузки интенсивность изнашивания растет, коэффициент трения уменьшается.

2. Доказано, что испытанные водные растворы НПАВ являются перспективными в качестве трибоактивных присадок для водосмазываемых узлов трения. Механизм действия ЛЖК присадок связан с их способностью формировать на твердой поверхности упорядоченные слои. У исследуемых бинарных смесей НПАВ - вода способность к образованию мезофазы наблюдается и без приложения нагрузки.

3. По данным спектральных исследований бинарные смеси НПАВ-вода отнесены к ассоциативным процессам за счет образования водородных связей между молекулами ПАВ и воды.

Разработана модель смазочного слоя, образованного из водного раствора не ионогенного ПАВ при трении скольжения, включающую оценку надмолекулярной самоорганизации СМ.

Разработан метод расчетной оценки параметра надмолекулярной самоорганизации. Полученные данные величины параметра коррелируют с величиной коэффициента ориентации АФ в нематической фазе. Выявлена корреляция между теоретически рассчитанным значением параметра самоорганизации и экспериментальными данными коэффициента трения. Разработанная модель не противоречит полученным данным.

1. Авторское свидетельство СССР № 1086009. Антифрикционная присадка для минеральных масел / Латышев В.Н., Усольцева Н.В., Годлевский В.А. и др. Опубл. в Б.И., 1983, № 14. - 3 с.

2. Авторское свидетельство СССР № 1149622. Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов / Латышев В.Н., Короткое В.Б., Годлевский В.А., Александров А.И., Усольцева Н.В., Волков В.Ф. Приоритет 22.12.83.

3. Авторское свидетельство № 1664818. / Акопова О.Б., Бобров В.И., Тюнева Г.А. Бюллетень изобретений. 1991. № 27.

4. Авторское свидетельство СССР № 348596. МКИ С10М 3/04. Смазочно-охлаждающая жидкость для обработки металлов резанием / Латышев В.Н. Опубл. в Б.И., 1970, № 25. 2 с.

5. Авторское свидетельство СССР № 601304, приоритет от 27.04.78. Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов / Латышев В.Н., Карабанов Р.И., Чайковский В.М., Чистяков И.Г.

6. Абрамзон A.A. Поверхностно-активные вещества: Справочник. Л.: Химия, 1988. 372 с.

7. Аввакумова Н.И., Бударина Л.А., Дивгун С.М. и др. Практикум по химии и физике полимеров. М.: Химия, 1990. - 304 с.

8. Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров. — Казань: КГТУ, 2002. 604 с.

9. Аврамов П.В., С.Г. Овчинников. Квантово-химическое и молекулярно-динамическое моделирование структуры и свойств углеродных наноструктур и их производных. Новосибирск: СО РАН, 2000. 169 с.

10. Ю.Акопова О.Б. Закономерности связи молекулярного строения дискотических соединений с появлением термотропного мезоморфизма. Дисс. докт. хим.наук. Иваново, 2009. - 502 с.

11. П.Армарего И.Дж.А., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием / Под ред. П.Д. Беспахотного. М.: Машиностроение, 1977. - 326 с.

12. Аскадский A.A., Кондращенко В.И. Компьютерное материаловедение полимеров. Т1. Атомно-молекулярный уровень. -М.: Научный мир, 1999. —544 с.

13. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963.-472 с.

14. Баранова В.И., Бибик Е.Е., Кожевникова Н.М., Малов В.А. Практикум по коллоидной химии: Учебное пособие для хим. технол. спец. вузов /Под редакцией И.С. Лаврова. - М.: Высшая школа,1983. - 216 с.

15. Бартенев Г. М., Лаврентьев В.В. Трение и износ полимеров. М.: Химия, 1982. - 240 с.

16. Бартенев Г. М., Френкель С.Я.Физика полимеров / Под ред. A.M. Ельяшеви-ча. Л.: Химия, 1990. - 432 с.

17. Белый В. А., Свединюк. А.И., Петроковец М.И., Савкин В.Г. Трение и износ материалов на основе полимеров. — Минск: Наука и техника, 1976. 432 с.

18. Белый В.А. Роль структуры поверхностных слоев в процессе внешнего трения полимерных материалов. — Минск: Наука и техника, 1989. 460 с.

19. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов. Справочник. М.: Машиностроение, 1984. - С. 10 -102.

20. Березина Е.В. Повышение обрабатываемости сталей и сплавов путем применения синтетических водных СОТС с новыми трибоактивными присадками. Дисс. канд. техн. наук. Рыбинск, 1992. 190 с.

21. Березина Е.В. Производные фталоцианина как присадки к смазочным композициям / Е.В.Березина. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2007. —239 с.

22. Березина Е.В. Самоорганизация присадок в граничном смазочном слое трибосопряжений машин. Дисс. докт. техн. наук. Иваново, 2007. - 461 с.

23. Березина Е.В., Годлевский В.А. Об использовании водных растворов фтало-цианинов в качестве трибоактивных присадок к технологическим средам для резания металлов // Известия АН СССР, Серия физическая. 1991. - Т. 55. -№9.-С. 1757-1759.

24. Березина Е.В., Шилов М.А. Повышение эффективности процесса сверления путем использования в качестве СОТС структурированных гелей // СТИН.-2010.-№ 10. С. 37-40.

25. Бобрышева С. Н. Физико-химические аспекты использования жидкокристаллических присадок // Электронный журнал «Трение и износ». 1999. -№4. - www.tribo.ru.

26. Брянская И.М., Суриков В.И. и др. Влияние углеродного волокна на вязко-упругие свойства ПТФЭ // Пластические массы. — 1993. № 3. - С. 33 — 36.

27. Буше H.A., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. М.: Наука, 1981.

28. Быстров В.Н. Избирательный перенос при трении — новые перспективы в изготовлении и эксплуатации машин // Эффект безызносность и триботехноло-гии. 1992. - № 3 - 4. - С. 15 - 20.

29. Валуев A.A., Норман Г.Э., Подлипчук В.Ю. Метод молекулярной динамики: Теория и приложения // Математическое моделирование: Физико-химические свойства вещества. 1989. - С. 5-40.

30. Веселовский B.C. Угольные и графитные конструкционные материалы. М.: Наука, 1966. - 224 с.

31. Вечкасов И.А., Кручинин H.A., Поляков А.И., Резинкин В.Ф. Приборы и методы анализа в ближней инфракрасной области. М.: Химия, 1977. - 280 с.

32. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механическое изнашивание сталей сплавов. М.: Недра, 1996. 364 с.

33. Виноградова И. Э. Присадки к маслам для снижения трения и износа. М.: Наука, 1973. - 111 с.

34. Вода: структура, состояние, сольватация. Достижения последних лет / Под ред. A.M. Кутепова. М., 2003.-404 с.

35. Гаркунов Д. Н. Избирательный перенос в узлах трения / Д. Н. Гаркунов, Н. В. Крагельский, А. А. Полянов. -М.: Транспорт, 1969. 104 с.

36. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): Учебник. — 4-е изд., перераб. и доп. -М.: «Издательство МСХА», 2001. 616 с.

37. Гаркунов Д.Н., Снитковский H.H., Соломко В.А. О применении избирательного переноса в узлах трения судовых механизмов и устройств // ЦБНТИ125

38. Минморфлота СССР. 1975. - 31 с.

39. Годлевский В.А. Поверхностные явления: учеб. пособие. — Иваново, Иван, гос. ун-т. 1995. - 157 с.

40. Годлевский В.А. Повышение эффективности и качества обработки материалов резанием путем управления смазочным действием СОТС. Дис. на соискание учёной степени доктора технич. наук. Иваново, 1995. - 564 с.

41. Годлевский В.А., Фомичёв Д.С., Шилов М.А., Берёзина Е.В., Кузнецов С.А. Применение метода компьютерного молекулярного моделирования для описания строения смазочного слоя // Трение и износ. 2009. - Т. 30. - № 1. -С. 16-21.

42. Гордон М.Б. Исследование трения и смазки при резании металлов// Трение и смазка при резании металлов. Чебоксары: ЧувГУ, 1972. - С. 7 - 138.

43. Горяинова, A.B. Фторопласты в машиностроении / A.B. Горяинова, Г.К. Божков, М.С. Тихонова. -М.: Машиностроение, 1971. -233 с.

44. Грибайло А.П. Влияние жидких кристаллов на смазочные свойства минеральных масел // Химия и технология топлив и масел. 1985. - № 3. -С. 25-25.

45. Грибайло А.П., Атрощенко П.В. Влияние медьсодержащих наполнителей на некоторые трибологические характеристики пластичных смазок // Трение и износ. 1987. - Т. 8. - № 6. - С. 1121 - 1127.

46. Груднев А.П., Зильберг Ю.В., Тилик В.Т. Трение и смазки при обработке металлов давлением. Справочник. —М.: Металлургия, 1982. С. 18-46.

47. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. — М.: Высшая школа, 1979. 351 с.

48. Дудкин С.М., Сахаровский В.Г. Применение метода ЯМР для изучения структуры и функции ферментов. // Итоги науки и техники. Молекулярная биология. М: ВИНИТИ. - 1975. - Т.6. - С. 105 - 152.

49. Евдокимов И.Н., Елисеев Н.Ю. // Химия и технология топлив и масел. -1999.-№6.-С. 32-34.

50. Егорова Е.В. Поверхностные явления и дисперсные системы: учеб. пособие / Е.В. Егорова, Ю.В. Поленов. Иваново, Иван. гос. хим.-технол. ун-т. -2008. -84 с.

51. Ермаков С.Ф., Родненков В.Г., Белоенко Е.Д., Купчинов Б.И. Жидкие кристаллы в технике и медицине. Минск: Асара, М.: ЧеРо. - 2002. - 411 с.

52. Зайцев А.К. Основы учения о трении, износе и смазке машин. -Ч.З. Машгиз, 1947.-219 с.

53. Иванова В.А. Влияние солей жесткости на технологические показатели флотации апатита / В.А.Иванова и др. Н Горн. журн. 2002. - № 11-12. - С. 62 -64.

54. Избирательный перенос при трении. Библиографический указатель отечественной литературы за 1956 1980 гг. - 2-е изд. - М.: Москва. АН СССР. Библиотека технической литературы, 1980.— 155 с.

55. Истомин Н.П., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров. М.: Наука, 1981. - 460 с.

56. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа, 1971. - 264 с.

57. Калинин А. А., Колобов Ю. М., Минкина Н. Т. К экспрессной оценке проти-воизносных свойств антифрикционных материалов // Заводская лаборатория, 1987. -№ 9. С. 72-75.

58. Карякин A.B., Кривенцова Г.А. Состояние воды в органических и неорганических соединениях. М., 1973. - 176 с.

59. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов по спец. «Химическая технология высокомолекулярных соединений». — М.: Высшая школа, 1992.-512 с.

60. Кирсанов Е.А. Течение полимерных растворов // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2007. - Вып. 1(19). - С. 12-21.

61. Козлов И.К. Опыт применения избирательного переноса в узлах трения судовых машин и механизмов // Эффект безызносности и три ботехнологии. — 1992. -№3-4. -С 22-27.

62. Коротков В.Б. Влияние мезогенных технологических сред на процесс резания медно-никелевых сплавов. Дисс.канд. техн. наук. Иваново, 1982. -250 с.

63. Коротков В.Б., Латышев В.Н., Годлевский В.А. Роль ориентационных эффектов в процессе формирования граничных смазочных слоев при резании металлов // Теория трения, смазки и обрабатываемости материалов. Чебоксары, 1982. - С. 17-22.

64. Крагельский И. В., Непомнящий Е. Ф. Теория износа высокоэластичных материалов. // Пластмассы в подшипниках скольжения. М: Наука, 1965. -С. 49-56.

65. Крагин В.А. и др. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972. -Т1. - 1224 с.

66. Красик И.И. Прирабатываемость материалов для подшипников скольжения. -М.: Наука, 1978. 134 с.

67. Кропотин О.В., Суриков В.И. и др. Особенности влияния армирующего углеродного волокна «Урал Т-10» на структуру и некоторые физико-механические свойтсва политетрафторэтилена // Трение и износ. 1997. — Т 18.-№ 1.-С. 108-113.

68. Кузьменко А. Г. Влияние износа на распределение контактных напряжений в подшипниках скольжения с пластмассовыми втулками // Механика полимеров. 1969. -№ 6. - С. 1040- 1051.

69. Купчинов Б.И., Ермаков С.Ф., Паркалов В.П. и др. Исследование влияния жидких кристаллов на трение твердых тел // Трение и износ. 1987. - Т. 8. -№4. - С. 614-619.

70. Купчинов Б. И., Родненков В. Г., Ермаков С. Ф. Введение в трибологию жидких кристаллов. Гомель: ИММС АНБ, «Информтрибо», 1993. — 156 с.

71. Ландау JI.Д., ЛифшицЕ.М. Теоретическая физика: учебное пособие. В 10 т. Т. VI. Гидродинамика. 3-е изд., перераб. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.-736 с.

72. Латышев В.Н. Трибология резания. Кн. 2: Принципы создания эффективных СОТС / В.Н. Латышев. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2009. — 156 с.

73. Латышев В.Н., Годлевский В.А. Вопросы физико-химической механики процессов трения и резания. Иваново: ИвГУ, 1980. — 68 с.

74. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОТС. М.: Машиностроение, 1975. 88 с.

75. Латышев В.Н., Лазюк Ю., Усольцева Н.В. Композиции на основе лиотропных мезогенов и их практическое применение в трибологии // Жидкие кри129сталлы и их применение. Тез. докл. респ. конф. Баку, 1990. - С. 37 - 38.

76. Левченко В.А., Буяновский И. А., Матвеенко В.Н. Этапы развития нанори-бологии // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. - № 2. -С. 36-45.

77. Липатов Ю.С. Физико-химия наполненных полимеров. Киев: Наук, думка, 1987.-234 с.

78. Матвеевский Р. М., Буяновский И. А., Лазовская О. В. Противозадирная стойкость смазочных сред при трении в режиме граничной смазки. М.: Наука, 1987. - 192 с.

79. Машков Ю.К. Полимерные композиционные материалы в триботехнике / Ю.К. Машков, З.Н. Овчар, М.Ю. Байбарацкая и др. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. - 262 с.

80. Машков Ю.К. Трибофизика и свойства наполненного фторопласта / Ю.К. Машков. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997. - 192 с.

81. Машков Ю.К., Калистратова Л.Ф., Леонтьев А.Н. Повышение эксплуатационных свойств композитов на основе ПТФЭ. Ч. 1: Влияние состава и вида наполнителей на структуру и свойства композитов // Трение и износ. — 2002. -Т. 23.-№2.-С. 181- 187.

82. Машков Ю.К., Калистратова Л.Ф., Овчар З.Н. Структура и износостойкость модифицированного политетрафторэтилена. Омск: Ом-ГТУ, 1998. - 143 с.

83. Машков Ю.К., Овчар З.Н., Суриков В.И., Калистратова Л.Ф. Композитные материалы на основе политетрафторэтилена. Структурная модификация. -М.: Машиностроение, 2005. 240 с.

84. Мелкумян С.А. Повышение долговечности плунжерных пар насосов на основе эффекта безызносности // Эффект безызносность и триботехнологии. -1992.-№3-4.-С. 47-51.

85. Мельников Б.Н., Щеглова Т. Л., Виноградова Г.И. Применение красителей. -М.: БИНОМ, 2010. 331с.

86. Меркин А.П., Таубе П.Р. Непрочное чудо. М.: Химия, 1983. - 221с.

87. Молодцов A.M. Исследование механизма действия и разработка химического состава новых пластичных СОТС разового действия. Дисс. канд. техн. наук. Иваново, 1996. - 151с.

88. Москвичев Ю. А., Фельдблюм В. Ш. Химия в нашей жизни (продукты органического синтеза и их применение): Монография. — Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007.-411с.

89. Мышкин Н.К., Петроковец М.И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. — М.: ФИЗМАЛИТ, 2007. — 368 с.

90. Мышкин Н.К., Петроковец М.И. Трибология. Принципы и приложения.

91. Гомель: ИММС НАНБ, 2003. 310с.

92. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. - 411с.

93. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М.: Мир, 1965. -216с.

94. Необердия Ю. А., Швецов А. В. К вопросу о влиянии износа на распределение контактных напряжений в подшипниках скольжения из пластмасс (прямая задача) // Машины и технология переработки полимеров 1970. -Кн 2.-С. 152- 158.

95. Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты. Л.: Химия, 1978. - 228 с.

96. Папков С. П., Куличихин В. Г. Жидкокристаллическое состояние полимеров. М.: Химия, 1977. - 240 с.

97. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров. — М.: Химия, 1978. 312с.

98. Петров Н.П. Трение в машинах. Влияние на него смазывающей жидкости //Инженерный журнал. 1883.

99. Петров Н.П. Трение в машинах. Гидродинамическая теория смазки. — М.: АН СССР. 1948.-С. 556.

100. Погодаев Л.И., Кузьмин В.Н. Структурно-энергетические модели надежности материалов и деталей машин. — СПб.: АТРФ, 2006. 608с.

101. Погодаев Л.И., Кузьмин В.Н., Дудко П.П. Повышение надежности три-босопряжений. С-Пб.: АТРФ, 2001. - 304 с.

102. Погодаев Л.И., Чулкин С.Г. Моделирование процессов изнашивания материалов и деталей машин на основе структурно-энергетического подхода // Пробл. машиностроения и надежности машин. 1998. - № 5. - С. 94 - 103.

103. Погодаев Л.И., Чулкин С.Г. Структурно-энергетическая модель изнашивания при трении качения со скольжением // Пробл. машиностроения и надежности машин. — 1999. № 1. - С. 36-46.

104. Погодаев Л.И., Шевченко П.А. Гидроабразивный и кавитационный износ судового оборудования. М.: Судостроение, 1984. - 264с.

105. Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справочник / Под ред. A.B. Чичинадзе. -М.: Машиностроение, 1988. 208с.

106. Прейс Г.А., Павлик П.Ф. Исследование износостойкости капрона // Вестник машиностроения. — 1980. № 2. - С. 39 — 44.

107. Претч Э. Определение строения органических соединений. М.: Мир, 2006.-438с.

108. Привалко, В.П. Молекулярное строение и свойства полимеров / В.П. При-валко. Л.: Химия, 1979. - 312с.

109. Проблемы современной физики в работах Физико-технического института акад. А.Ф. Иоффе. М.: Изд-во АН СССР, 1936. - С. 1123 - 1126.

110. Проников A.C. Износ и долговечность станков. М.: Машгиз, 1957. - 275с.

111. Пугачев А.К., Росляков O.A. Переработка фторопластов в изделия. JL: Химия, 1987. - 182 с.

112. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука, 1966. - 450с.

113. Рейнольде О. Гидродинамическая теория смазки и ее применение к опытам Тауэра. М.; Л.: ГТТИ, 1934. -228с.

114. Реология: Теория! и приложения. / Под ред. Ф. Эйриха; пер. с англ. под общей ред. Ю. Н. Работнова, П. А. Ребиндера. М.: Иностр. лит., 1962. — 824 с.

115. Родненков В.Г. Исследование реологических свойств масел, модифицированных жидкими кристаллами // Вести Академ, наук Беларуси. Сер. физ-тех. наук. 1996. -№ 4. - С. 26.

116. Русанов А. И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ. СПб., 1992. -280с.

117. Сиренко Г.А. Антифрикционные карбопластики. Киев: Техника, 1985. -195с.

118. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием / Справочник под ред. Энтелиса С.Г. и Берлинера Э.М. М.: Машиностроение, 1986. - С. 143 - 147.

119. Смазочные материалы. Антифрикционные и противоизносные свойства.

120. Методы испытаний. Справочник / Под ред. Ю.Я. Подольского М.: Машиностроение, 1989. - 217с.

121. Сутягин В.М., Бондалетова Л.И. Химия и физика полимеров: Учебное пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - 208 с.

122. Современная трибология: Итоги и перспективы / Отв. ред. К.В. Фролов. -М.: Издательство ЛКИ, 2008. 480 с.

123. Соломко В.П. Наполненные кристаллизующиеся полимеры. Киев: Наук, думка, 1980.-264 с.

124. Сонин А. С. Введение в физику жидких кристаллов. М.: Наука, 1983. -320 с.

125. Справочник по триботехнике. Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения / Под общей ред. проф. М. Хебды., проф. A.B. Чи-чинадзе. В 2-х томах. Т. 2. М.: Машиностроение. Варшава: ВКЛ., 1990. — 411 с.

126. Старцев О.В. // Высокомолекулярные соединения. 1983. - Т.25. - № 11.-С. 2267 - 2270.

127. Сухарев Ю.И., Потемкин В.А., Курмаев Э.З., Марков Б.А., Апаликова И.Ю., Антоненко И.В. Автоволновые особенности полимеризации оксигид-ратных гелей тяжелых металлов // Журнал неорганической химии. 1998. -Т. 61.-№6.-С. 855 - 863.

128. Товбин Ю.К. Метод молекулярной динамики в физической химии. — М.: Наука, 1996.-334с.

129. Трение, изнашивание и смазка / Справочник под ред. И.В. Крагельского, В.В. Аисина. В 2-х кн. Кн.1. М.: Машиностроение, 1978-1979. - С. 270 -273.

130. Тувин A.A., Макаров Ю.Ф. Исследование влияния смазочных сред на износостойкость сталей при трении качения // Смазка при трении и резанииметаллов. Иваново, 1986. - С. 61 — 64.

131. Усольцева Н. В., Акопова О. Б., Быкова В. В., Смирнова А. И., Пикин С. А. Жидкие кристаллы: дискотические мезогены / Под ред. Н.В. Усольцевой. -Иваново: Иван. гос. ун-т., 2004. 546 с.

132. Финч А., Гейтс П., Редклиф К., Диксон Ф., Бентли Ф. Применение длинноволновой ИК-спектроскопии в химии. М.: Мир, 1973. - 285 с.

133. Фомичев Д.С. Повышение эффективности процесса сверления и нарезания внутренней резьбы метчиками путем использования пластичных СОТС с трибоактивными присадками. Дисс. канд. техн. наук. Иваново, 2006. -176 с.

134. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1989. —464 с.

135. Фторполимеры. / Под ред. JI. Уолла. Пер. с англ. Под ред. И.Л. Кнунянца, В.А. Пономаренко. М.: Мир, 1975. - 448 с.

136. Хатипов С. А., Конова Е.М., Артамонов H.A. Радиационно-модифицированный политетрафторэтилен: структура и свойства // Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. — 2008. Т. LII. -№ 5. - С. 64 - 72.

137. Холмберг К. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах / К. Холмберг, Б. Йёнссон, Б. Кронберг, Б. Линдман; Пер. с. англ. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 528 с.

138. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - С. 50 - 53.

139. Худобин Л.В., Бердичевский Е.Г. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке. М.: Машиностроение, 1977. -190 с.

140. Химия: Большой энциклопедический словарь

141. Циркуляционная баня. Модели: TC-102D, -202D, -502D, 602D. Руководство оператора. 2001.

142. Чандрасекар С. Жидкие кристаллы / Пер. с англ. М.: Мир, 1980. — 344 с.

143. Чередниченко Г.И., Фройштетер Г.Б., Ступак П.М. Физико-химические и теплофизические свойства смазочных материалов. — Л.: Химия, 1986. — 222 с.

144. Чичинадзе A.B., Браун Э.Д., Буше H.A. и др. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для технических вузов. 2-е изд. переработ, и доп. /

145. Под общ. ред. A.B. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 2001. — 664 с.

146. Шашкина Ю. А. , Филиппова О. Е., Смирнов В. А и др. // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 2005. - Т. 47. - № 11. - С. 2013.

147. Шенфельд Н. Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена / Н.Шенфельд М.: Химия, 1982. - 750 с.

148. Шигорин С.А. Повышение эффективности операций сверления и внутреннего резьбонарезания в углеродистой стали путем применения масляных СОТС с присадками гетероциклических соединений. Дисс. канд. техн. наук. Иваново, 2003. 197 с.

149. Шилов М.А. Исследования механизма самоорганизации неионогенных ПАВ и их композиции с ионогенными ПАВ в водосмазываемых узлах трения // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2011. - Вып. 1 (35). - С. 57-64.

150. Шилов М.А. Моделирование гидродинамических характеристик неоноловв программном комплексе Gromacs // Лиотропные жидкие кристаллы и136наноматериалы: Сборник статей VII Международной научной конференции. -Иваново, Иван. гос. ун-т, 2009. С. 90.

151. Шилов М.А. Программные методы расчета коэффициента трения // Физика, химия и механика трибосистем: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. В.Н. Латышева. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2008. - Вып. 7. - С. 152- 153.

152. Шилов М.А. Проявление лиотропного мезоморфизма в смазочных слоях // Материалы конференции* молодых ученых ЦФО РФ «Актуальные направления научных исследований». Калуга, 2009. - С. 222 — 231.

153. Шилов М.А. О Возможности компьютерного моделирования смазочного слоя // Технология машиностроения. — 2009. 11 (89). - С. 51 - 55.

154. Шилов М.А. Стендовые испытания втулок из РМФ-4 в среде с мезогенны-ми присадками // Жидкие кристаллы и их практическое использование. -2011. Вып. 2 (36). -С. 51- 64.

155. Шилов М.А., Веселов В.В. Компьютерное моделирование молекулярных систем методом молекулярной динамики / М.А. Шилов, В.В. Веселов. — Иваново: ИГТА, 2010. 168с.

156. Шилов М.А., Кузнецов С.А. О возможности моделирования нанострукту-рированного смазочного слоя // Материалы II Международного форума по нанотехнологиям. Москва, 2009. - С. 255 - 257.

157. Шилов М.А., Фомичёв Д.С. Компьютерное моделирование реологических свойств растворов ПАВ // Современные проблемы науки: Сборник статей 1-й международной научно-практической конференции. — Тамбов: Тамбов-принт, 2008. С. 119-120.

158. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии / Пер. с англ. И.А. Лавыгина; Под ред. В.Г. Куличихина. -М.: КолосС, 2003. 312 с.

159. Щукин Е.Д., Берцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: МГУ, 1982.-352 с.

160. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа. М.: Мир, 1989. - 608 с.

161. Яновский Ю.Г., Никитина Е.А., КарнетЮ.Н., Валиев Х.Х., Лущекина С.А. Молекулярное моделирование мезоскопических композитных систем. Структура и микромеханические свойства // Физическая мезомеханика. -2005.-№ 8.-С. 61-75.

162. Яновский Ю.Г., Никитина Е.А., Карнет Ю.Н., Валиев Х.Х., Лущекина С.А. Молекулярное моделирование мезоскопических композитных систем. Структура и микромеханические свойства // Физическая мезомеханика. — 2005. -№ 8.-С. 61-75.

163. Attard G. S., Leclerc A. A., Maniguet S. et al. // Chem. Mater. 2001. - Vol. 13. -P. 1444-1446.

164. Barlow P.L. Rehbinder Effect in Lubricated metal Cutting // Nature (Engl.). -1966. -V. 221.-№. 5053,—P. 1073-1077.

165. Barnes H. A. Handbook of Elementary Rheology. Institute of Non-Newtonian Fluid Mechanics, University of Wales, Aberystwyth, 2000. 300p.

166. Bin Lu, Zheng Y., Ted Davis H. Et al. // RheoL Asta. 1998. - Vol. 37. - P. 528.

167. Bobrysheva. S. Development of lubricatings materials using principles of biomechanics and biorheology // Mechanics and Engineering. 1999. - 4 Special issue NSBS-99. - P. 267 - 272.

168. Bowden F. P. and Tabor D. Friction and Lubrication of Solids. -Clarendon Press, Oxford, 1964. 544p.

169. Chen, Hoffman, Allan S. and other. Smart polymers for bioseparation Biopro-cessing / Japan, 2002.

170. Dag O., Alayoglu S., Tura C. et al. // Chem. Mater. 2003. - Vol. 15. - P. 27112717.

171. Dellinger Т. M., Braun P. V // Chem. Mater. 2004. - Vol. 16. - P. 2201 - 2207.

172. Fonteil K.//Colloid Polym. Sei. -1990. -№ 268. P. 264.

173. Ginzburg B. M., Shibaev L. A., Kireenko O. F., Shepelevskii A. A., Mele-nevskaya E. Yu. and Ugolkov V. L. // Polym. Sei. 2005. - A47. P. 160 - 165.

174. Haile J.M. Molecular Dynamics Simulation: Elementary methods. -J. Wiley&Sons, 1997. 489pp.

175. Handbook of liquid crystals / D/ Demus. Weinheim; New York; Chichester; Brisbane; Singapore; Toronto: Wiley-VCH Vol. 1. Foundamentals. - 1998.

176. Hoffman H. // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1984. - Bd. 88. - P. 1078.

177. Holmberg K., JonssonB., Kronberg B., Lindman B. Surfactants and Polymers in Aqueous Solution. 2 nd ed. Wiley, 2004.

178. HyperChem Release 7 for Windows Help.

179. Kiss G., Porter R. S. // J. Polymer Sei.: Polymer Symp. 1978. - Vol. 65. -P. 193.

180. Ludema K. C. and Tabor D. Wear. 1966. - № 9. - P. 329.

181. Marinov V.S., MatsuuraH.// J. Molecular Structure. 2002. - 610. - P. 105.

182. More solutions to sticky problems // Brookfield Engineering Laboratories, Inc. 11 Commerce Boulevard Middleboro, MA 02 346- 1031, USA, 2001. 40 pp.

183. Oshima A., Tabata Y., Kudoh H., Seguchi T. // Rad. Phys. Chem. 1995. - vol. 45. - № 2.- p. 269—278.

184. Patent № 3821855.0 FRG. 1988.

185. Pogodaev L.I., Kaczynski R. Structure-energy model of the wear resistance of metallic materials in heterogeneous contenua // Industrial Lubrication and Tribology. 2004. - vol. 56. - P. 275 - 282.

186. Porter R S., Johnson J.F. II J. Appl. Phys. 1963. - Vol. 34. - № 1. - P. 55.

187. Rees H. Mold Engineering. -Munich, Vienna, N.Y., Cincinnati: Hanser, Hanser Gardner, 2002. 688 p.

188. Schallamach A. Proc. Phys. Soc. B65, 658 (1952).

189. Shooter K. and Thomas R. H. Research, 2, 533 (1952).

190. Sommerfeld A. Zur hydrodynamishen Theorie der Schmiermittelreibung. Ztschr. Math. Und Phys, 1094 Bd. 50. (Рус. пер.: Зоммерфельд А. Гидродинамическая теория смазки. — М.; Л.: Гостехиздат, 1934.)

191. Sun J.Z., Zhang Y.F., Zhong X.G. // Polymer, 1994. vol. 35. - № 13. - p. 2881—2883.

192. Sun J.Z., Zhang Y.F., Zhong X.G., Zhu X.G. // Rad. Phys. Chem. 1994. - vol. 44. - № 6. - p. 655—679.

193. Sumio S. Handbook of sol-gel science and technology. Processing characterization and application. / Hiromitsu K. Japan: Suita, Osaka, Kansai University, 2008.

194. The tribology handbook / M. J.Neale / Butterworth-Heinemann Linacre House, Jordan Hill, Oxford OX2 8DP . 2001. ISBN 0 7506 11 98 7

195. Tribology International (Spesial Issue: Space Tribology). 1990. Vol. 23.2. P. 66 160.

196. Tschierske C. Micro-segregation, molecular shape and molecular topology -partners for the design of liquid crystalline materials with complex mesophase morphologies // J. Mater. Chem. 2001. Vol. 11. P. 1 53.

197. Wang S.-L., Johnston C.T., Bish D.L., White J.L., HemS.L. //J.Colloid Interface Sei. 2003. 260. P. 26. 13.

198. Wissbrun К. F. // J. Rheology. 1981. Vol. 25. P. 619.

199. World Tribology Congress 1997. New Directions in Tribology (Plenary and Invited Papers from First World Tribology Congress. 8 -12 Sept. 1997). London Mech. Eng. Publ. Ltd., 1997.

200. Wu P., Siesler H.W. // Chem. Phys. Let. 2003. 374. P. 74.

201. Young J. Thermal wedge effect in hydrodynamic lubrication // The Engeneering Journal. 1962. P. 46 54.

202. Yuichi N. , Sho I., Masahito M. Rheological Study of Solidified Traction Oils under High Pressure by Observation of Deformed Microspheres // Tribology Online. Japan. 2008. - vol. 3. - № 2. p. 36 - 39.