Can such triangle esters already be of use / in use in "mineral" engine oil?
Great naming, from my OSP-impregnated view, I have to admit.
Работа посвящена экспериментально-теоретическому исследованию двух биооснованных антифрикционных и противоизносных добавок к минеральным маслам — так называемых
triangle esters: эпоксидированного эфира олеиновой кислоты (EE, оксирановое трёхчленное кольцо) и его серосодержащего аналога, тииранового эфира (TE). Добавки вводились в концентрациях 1–5 % в базовые масла Group I и Group II, а также в коммерческое моторное масло SAE 5W-40 с целью определения трибологической эффективности, оптимальных дозировок и механизма действия. Экспериментальная часть выполнена на четырёхшариковой машине трения по ASTM D4172B; теоретическая — методом молекулярной динамики с моделью минерального масла в виде
n-гексадекана на поверхности FeO(100).
Установлено, что обе добавки демонстрируют выраженный концентрационный оптимум: около 4 % для EE и около 3 % для TE. При превышении этих значений коэффициент трения возрастает вследствие усиления коэзионных межмолекулярных взаимодействий и нарушения самоорганизации граничной плёнки. В базовых маслах Group I и Group II достигается существенное снижение коэффициента трения (до ~60–65 %) и износа, причём TE систематически превосходит EE, особенно по износостойкости (вплоть до ~93 % в Group I). Более полярное Group I проявляет лучшую совместимость с EE, тогда как менее полярное Group II — с TE. В коммерческом моторном масле оптимизированные дозы EE и TE также обеспечивают заметное снижение трения и износа без ухудшения вязкостных характеристик и с сохранением совместимости с пакетом присадок, включая ZDDP.
Анализ изношенных поверхностей (оптическая микроскопия, профилометрия, SEM/EDAX, FTIR) показывает переход от выраженного абразивного износа в чистых маслах к более гладким поверхностям при наличии добавок, а также присутствие кислорода и серы в поверхностном слое, что указывает на адсорбцию молекул EE и TE. При росте контактных напряжений TE проявляет более высокую устойчивость плёнки, что связывается с его большей теплопроводностью и более эффективным распределением тепла в зоне трения.
Молекулярно-динамическое моделирование показывает, что доминирующим механизмом действия является сильная физическая адсорбция, определяемая ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями: энергии адсорбции удовлетворяют соотношению TE > EE ≫ гексадекан. Добавки формируют плотные самоорганизованные монослои с одномодальным профилем концентрации у поверхности, тогда как чистое масло характеризуется бимодальным распределением и высокой молекулярной подвижностью. TE отличается более низким коэффициентом самодиффузии и большей устойчивостью структуры под нагрузкой; наблюдаемое удлинение связей C–S (TE) и C–O (EE) после адсорбции указывает на сильное взаимодействие с поверхностью без строгого доказательства хемосорбции.
В выводах авторы показывают, что оптимизированные концентрации EE и TE обеспечивают значительное снижение трения и износа в минеральных и коммерческих маслах, что эффективность добавок определяется соответствием полярности базового масла и молекулярной природы эфира, а ключевым фактором является формирование устойчивых адсорбционных слоёв. TE признан более перспективным как бустер-добавка благодаря более высокой энергии адсорбции, лучшей термостабильности плёнки и устойчивости к росту нагрузки. Работа рассматривается как убедительный proof-of-concept применения трёхчленных гетероциклических эфиров, при том что вопросы долговременной стабильности, трибохимии поверхности и экологической валидации выходят за рамки данного исследования.
