Reakcje kwasów karboksylowych w warunkach tarcia granicznego

Niniejsza praca dotyczy przemian chemicznych kwasów karboksyIowych, przebiegających w warunkach tarcia granicznego. Testy tribologiczne realizowano za pomocą aparatu kula-tarcza w układzie materiałowym stal-stal. Po procesie tarcia powierzchnię zużycia poddano analizie metodą SEM/EDS oraz FTIR. Zamiarem zbadania produktów reakcji kwasów karboksylowych, zachodzących w warunkach statycznych, zarejestrowano widma IR kwasu karboksylowego naniesionego na powierzchnię stali. Uzyskano także widma IR substancji wzorcowych: wybranych kwasów karboksylowych i wybranych soli kwasów karboksylowych. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że w warunkach tarcia granicznego powstają typowe sole żelaza. Ponadto na powierzchni zużycia zaobserwowano obecność związków, nie opisywanych dotąd w publikacjach dotyczących tribochemicznych przemian kwasów karboksylowych. Udowodniono, że tego typu związki nie tworzą się w wyniku reakcji kwasów karboksylowych, zachodzących w warunkach statycznych. Na podstawie szczegółowej interpretacji widm IR, zaproponowano budowę chemiczną produktów triboreakcji kwasów karboksylowych oraz zasugerowano mechanizm, według którego kwasy karboksylowe mogą reagować w warunkach tarcia granicznego.

---

The aim of the present paper is focused on a better understanding of carboxylic acid chemistry under boundary friction conditions. Carboxylic acids were applied as lubricating substances. Tribological tests were conducted using ball on disc friction apparatus in steel - steel material system. Wear surface after tribological tests was examined by SEM/EDS and FTIR methods. Static tests were performed to identify products of chemical reactions taking place in the presence of a carboxylic acid without participation of friction process (IR spectra of the carboxylic acid coated on steel surface were recorded). Chosen carboxylic acids and chosen salts of carboxylic acids were analysed by FTIR to obtain spectra of reference standards. It follows from the experiments that during friction carboxylic acids react on steel surface and typical iron salts are formed. On the other hand, within the area of wear surface some additional chemical substances were detected by FTIR. It was proved that these products are not appeared on steel surface under static conditions. Additionally, IR spectra of such compounds have never been found in literature concerning tribological properties of carboxylic acids. Based on obtained results structures of triboreaction products of carboxylic acids and modified triboreaction mechanism of carboxylic acids were proposed.