"Evaluación tribológica de líquidos iónicos de base fosfonio en la formulación de lubricantes ""fuel economy”"

Resumen

El estudio de los líquidos iónicos (ILs), como lubricantes o aditivos, es una línea de investigación en auge en los últimos años, buscando lubricantes más eficaces y menos contaminantes. En esta tesis se han estudiado las propiedades físico–químicas (densidad, viscosidad, corrosión, conductividad, tensión superficial y ángulo de contacto) de 5 ILs de fosfonio ([P66614][(iC8)2PO2], [P66614][BEHP], [P66614][NTf2], [P44414][DBS], y [P4442][DEP]). La solubilidad de estos 5 ILs fue medida en 3 aceites base, dos minerales (YUBASE y YUBASE PLUS) y uno sintético (PAO4). También se realizaron análisis de termogravimetría (TGA) a las muestras en estado puro. El comportamiento tribológico en estado puro de los 5 ILs de base fosfonio y los 3 aceites base se determinó mediante ensayos de fricción y desgaste en contactos de acero – acero. Los ensayos se realizaron en un tribómetro con una configuración bola-disco alternativo. Se eligieron 2 de los ILs ([P66614][(iC8)2PO2] y [P66614][BEHP]) para utilizarlos como aditivos en un aceite base mineral (YUBASE). Los ILs fueron usados en 3 concentraciones: 0.25, 0.5 y 1 % en peso. Las mezclas de cada uno de los dos ILs como aditivo del aceite mineral fueron ensayadas tribológicamente y comparadas con el aceite base (puro, y mezclado con ZDDP). Durante los ensayos tribológicos se registró el coeficiente de fricción, posteriormente se determinó el volumen de desgaste con un microscopio confocal, y las huellas de desgaste se analizaron con Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Energía Dispersiva (EDS) y también con Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X (XPS). Los resultados de los ensayos de viscosidad, estabilidad térmica, conductividad y corrosión demostraron que el tamaño, simetría y estructura del catión y del anión de los ILs tienen una gran influencia en estas propiedades. Las mezclas con los 2 ILs presentaron valores de coeficiente de fricción menores que los obtenidos para el aceite base, sin embargo, no mejoran el comportamiento de las mezclas con ZDDP. Con respecto al comportamiento de desgaste, todas las mezclas mostraron mejores resultados que el aceite base, observándose una mejora superior para las mezclas con mayor concentración, siendo la mezcla con el IL [P66614][(iC8)2PO2] la que mostró mejor comportamiento antidesgaste. Los análisis de XPS demostraron la formación de una tribocapa en las superficies de acero, que justifica el mejor comportamiento tribológico usando los ILs como aditivos.