danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2018-62-2-236-243dan-513Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESЭФФЕКТ ПОВЫШЕНИЯ АДСОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ХОЛЕСТЕРИЧЕСКИХ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ТРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛEFFECT OF INCREASING THE ADSORPTIVE ACTIVITY OF CHOLESTERIC LIQUID-CRYSTAL COMPOUNDS IN THE FRICTION OF SOLID BODIESЕрмаковС. Ф.ErmakovS. F.

д-р техн. наук, профессор, заведующий лабораторией

D. Sc. (Engineering), Professor, Head of the Laboratory

erm-s@yandex.ruИнститут механики металлополимерных систем имени В. А. Белого Национальной академии наук Беларуси, ГомельV. A. Belyi Metal-Polimer Research Institute of the National Academy of Sciences of Belarus201820052018622236243Copyright © Ермаков С.Ф., 20182018Ермаков С.Ф.Ermakov S.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/513

Установлено, что при статическом контакте твердых тел с жидкими смазочными материалами, содержащими поверхностно-активные вещества и холестерические жидкокристаллические соединения, закономерности их адсорбции зависят от природы и химического состава адсорбента. При длительном контактировании порошков меди, стали и стекла с растворами олеиновой кислоты в вазелиновом масле концентрация присадки уменьшается, а в случае растворов жидкокристаллических соединений холестерического типа их концентрация в масле увеличивается. При динамическом контакте металлов (пара трения сталь-сталь) адсорбционные процессы с участием растворов жидкокристаллических соединений протекают по иным механизмам. Обнаружено увеличение адсорбционной активности холестерических жидкокристаллических соединений при трении твердых тел. Установлено, что изменение концентрации жидкокристаллической присадки в отработанном масле за счет трибоактивируемой адсорбции в процессе динамического контакта коррелирует со снижением и последующей стабилизацией коэффициента трения пары сталь-сталь.

It is found that, when solid bodies are in static contact with liquid lubricants containing surfactants and cholesteric liquid-crystal compounds, the behavior of their adsorption depends on the adsorbent nature and chemical composition. When copper, steel and glass powders are in long contact with oleic acid solutions in Vaseline oil, the additive concentration decreases, and in the case of solutions of cholesteric liquid–crystal compounds, their concentration in oil increases. When metals (friction pair steel–steel) are in dynamic contact, adsorption processes involving solutions of liquid crystal compounds occur by other mechanisms. The increase in the adsorption activity of cholesteric liquid-crystal compounds in the friction of solids is established. It is found that changing the concentration of liquid-crystal additives in the used oil due to the adsorption tribo-activity in the process of dynamic contact correlates with a decrease and a subsequent stabilization of the friction coefficient of the steel–steel pair.

холестерические жидкокристаллические соединенияадсорбционная активностьстатический контактдинамический контактповерхности трениясмазочные материалыcholesteric liquid-crystal compoundsadsorption activitystatic contact dynamic contactfriction surfacelubricantsРабота выполнена при поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект Т18Р-072)The work is supported by Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research (project no. T18Р-072)ReferencesЖидкие кристаллы: дискотические мезогены / Н. В. Усольцева [и др.]; под ред. Н. В. Усольцевой. – Иваново: Иван. гос. ун-т, 2004. – 546 с.Usol’tseva N. V., Okopova O. B., Bikova V. V., Smirnova A. I., Pikin S. A. Liquid Crystals: Discotic Mesogens. Ivanovo, Ivanovo State University, 2004. 546 p. (in Russian).Persson, B. N. J. Sliding Friction: Physical Principles and Applications / B. N. J. Persson. – Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag, 2000. – 516 p.Persson B. N. J. Sliding Friction: Physical Principles and Applications. Berlin, Heidelberg, New York, Springer-Verlag, 2000. 516 p.Жидкие кристаллы в технике и медицине / С. Ф. Ермаков [и др.]. – Минск: Асар; М.: ЧеРо, 2002. – 412 c.Ermakov S. F., Rodnenkov V. G., Beloenko E. D., Kupchinov B. I. Liquid Crystals in Engineering and Medicine, Minsk, Asar Publ; Moscow, CheRo Publ., 2002. 412 p. (in Russian).Коньяр, Ж. Ориентация нематических жидких кристаллов и их смесей / Ж. Коньяр. – Минск: Университетское, 1986. – 104 c.Congrad J. Alignment of Nematic Liquid Crystals and Their Mixtures. London, Gordon and Breach, 1982. 104 p.Tribology and the liquid-crystalline state / ed. G. Biresaw. – American Chemical Society, 1990. – Vol. 441. – 130 p. DOI: 10.1021/bk-1990-0441Biresaw G. (ed.). Tribology and the liquid-crystalline state. American Chemical Society, 1990, vol. 441. 130 p. DOI: 10.1021/bk-1990-0441Blinov, L. M. Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials. Series: Partially Ordered Systems / L. M. Blinov, V. G. Chigrinov. – New York: Springer-Verlag, 1994. – 465 p. DOI: 10.1007/978-1-4612-2692-5Blinov L. M., Chigrinov V. G. Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials. Series: Partially Ordered Systems. New York, Springer-Verlag, 1994. 456 p. DOI: 10.1007/978-1-4612-2692-5Кутьков, А. А. О механизме трения полимеров, смазанных поверхностно-активными смазками / А. А. Кутьков // Механика полимеров. – 1965. – № 1. – C. 128–135.Kut’kov A. A. About the Mechanism of a Friction of the Polymers Greased with Surface-Active Greasings. Mekhanika polimerov [Mechanics of Polymers], 1965, no. 1, pp. 128–135 (in Russian).Аэро, Э. Л. Микромеханика мехконтактных структурированных слоев жидкости / Э. Л. Аэро, Н. М. Бессонов // Итоги науки и техники. Сер. Механика жидкости и газа. – М., 1989. – C. 237–315.Aero E. L., Bessonov N. M. Micromechanics of Structural Liquid Layers Between Solids in Contact. Itogi nauki i tehniki. Serija Mehanika zhidkosti i gaza [Advances in Science and Technology. Series of Liquid and Gas Mechanics]. Moscow, VINITI, 1989, vol. 23, pp. 237–315 (in Russian).Пинчук, Л. С. Основы трибологии / Л. С. Пинчук. – Гомель: Инфотрибо, 1996. – 78 c.Pinchuk L. S. The basics of tribology. Gomel, Infotribo Publ., 1996. 280 p. (in Russian).Богданович, П. Н. Трение и износ в машинах / П. Н. Богданович, В. Я. Прущак. – Минск: Высш. шк., 1999. – 374 c.Bogdanovich P. N., Prushak V. Ya Friction and Wear in Machines. Minsk, Vysheishaya Shkola Publ., 1999. 374 p. (in Russian).Ахматов, А. С. Молекулярная физика граничного трения / А. С. Ахматов. – М.: Физматгиз, 1963. – 472 c.Akhmatov A. S. Molecular Physics of Boundary Friction. Moscow, Fizmatgiz Publ., 1963. 472 p. (in Russian).Фукс, Г. И. Адсорбция и смазочная способность масел / Г. И. Фукс // Трение и износ. – 1983. – Т. 4, № 3. – С. 398–414.Fuks G. I. Adsorption and Lubricating Ability of Oils. Trenie i iznos = Journal of Friction and Wear, 1983, vol. 4, no. 3, pp. 398–414 (in Russian).The role of tribochemical processes during friction of super high molecular polyethylene (shmpe) impregnated with a silver organic compound / A. P. Krasnov [et al.] // Трение и износ. – 2002. – Т. 23, № 1. – С. 72–77.Krasnov A. P., Tokareva N. V., Popov V. K., Houdle S., Morley C., Afonicheva O. V. The role of tribochemical processes during friction of super high molecular polyethylene (shmpe) impregnated with a silver organic compound. Trenie i iz-nos = Journal of Friction and Wear Soviet, 2002, vol. 23, no. 1, pp. 72–77 (in Russian).Исследование свойств поверхностей трения и способов, управляющих ими, в металлополимерном сопряжении / В. И. Колесников [и др.] // Тр. ЮНЦ РАН. – 2007. – Т. 2. – С. 20–35.Kolesnikov V. I., Kozakov A. T., Myasnikova N. A., Sidashov A. V. The study of the properties of friction surfaces and methods governing them, metal mate. Trudy Juzhnogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk [Proceedings of the southern scientific center of Russian Academy of Sciences], 2007, vol. 2, pp. 20–35 (in Russian).Трение, износ и смазка / под ред. А. В. Чичинадзе. – М.: Машиностроение, 2003. – 510 c.Chichinadze A. V. Friction, wear and lubrication. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2003. 510 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.