Reología, mojabilidad y tribología de mezclas nanopartículas-lubricantes polialfaolefínicos

Abstract

La presente tesis estudia las características de nanopartículas de óxido de zinc, óxido de circonio y óxido de cobre como potenciales aditivos antidegaste y de extrema presión, ambientalmente aceptables, en una polialfaolefina (PAO6), investigándose asimismo la influencia de la aditivación en las propiedades reológicas, de mojabilidad y de tensión superficial del aceite base. Las nanopartículas se aditivaron a la PAO6 en concentraciones de 0.5, 1.0 y 2.0% en peso, dispersándose durante tres minutos con una sonda de ultrasonidos. Para estas suspensiones se determinó el ángulo de contacto y la tensión superficial. Igualmente, se determinó el comportamiento reológico de las suspensiones y el aceite base a diferentes temperaturas (20, 40 y 60 ºC) y velocidades de cizallamiento de 100 a 1000 s-1. Las propiedades antidesgaste de las suspensiones se obtuvieron mediante un tribómetro TE53SLIM con una configuración bloque-anillo. Los ensayos se realizaron bajo una carga de 165 N, una velocidad de deslizamiento de 2 m/s y una distancia deslizada de 3066 m. Las propiedades de extrema presión se obtuvieron mediante una máquina de cuatro bolas, según la norma ASTM D2783. Se ha mostrado que las suspensiones de nanopartículas estudiadas exhiben una notable reducción de la fricción y el desgaste a cargas medias, y un aumento en la capacidad de carga a extrema presión, todo ello con respecto al aceite base. Las propiedades reológicas, de mojabilidad y de tensión superficial de la polialfaolefina se ven escasamente influenciadas con la aditivación. La mejora en el comportamiento tribológico se justifica con los distintos mecanismos de actuación de las nanopartículas en el contacto, los cuales se relacionan con la dureza, tamaño y concentración de las nanopartículas, así, como con el coeficiente de difusión del oxígeno en el óxido para cada tipo de partícula.