Comportamiento tribológico de nanopartículas funcionalizadas como aditivos de lubricantes de uso industrial

Résumé

La presente tesis estudia el comportamiento tribológico de nanopartículas de óxido de circonio y óxido de silicio funcionalizadas como potenciales aditivos antidesgaste, en aceites base. Una de las limitaciones del uso de aditivos sólidos es garantizar la estabilidad de las suspensiones. Para solucionar el problema se busca modificar superficialmente las nanopartículas a través de las funcionalizaciones. Las nanopartículas de óxido de zirconio fueron funcionalizadas usando tres hidrocarburos de cadena larga: Octanoilo, Decanoilo y Palmitoilo. Las nanoparticulas de óxido de silicio fueron funcionalizadas con ácido laúrico (LA) y cloruro de decanoil (DCl) utilizando como agentes de acoplamiento el aminopropiltrietoxisilano (APTEOS) y el 3-(Trietoxilsilenopropyil)-dietilentriamina (TMSDETA). Se utilizaron aceites base de viscosidades 32, 46 y 68 cSt con diferentes concentraciones de nanoparticulas que variaron entre 0.1%, 0.25%, 0.5% y 2% de porcentaje en peso del aceite. Los ensayos tribológicos se llevaron acabo utilizando tres tipos de contacto: “Bola-Placa” con movimiento alternativo, ”Anillo-Bloque”, y “Cuatro Bolas “. Para el análisis de las superficies ensayadas se utilizaron equipos de microscopia confocal, y electrónica de barrido con técnicas de espectrometría de energía retrodispersiva. Las pruebas demostraron una mejoría en la estabilidad en las nanopartículas funcionalizadas frente a las no funcionalizadas. Desde un punto de vista tribológico, no se aprecian grandes ventajas en el empleo de NPs funcionalizadas frente a la que no lo están. Existiendo notables diferencias en el comportamiento según el tipo de contacto. Este desempeño tribológico de las nanopartículas obedece a diferentes mecanismos de actuación dentro del contacto. Pudiendo actuar en ocasiones como nanocojinetes, o produciendo un efecto reparador con el relleno de las rugosidades superficiales. O, provocando un efecto de pulido de esas rugosidades, o reaccionando químicamente con las superficies.