2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University pmi-8767 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/8767 Гуманитарные и фундаментальные исследования Humanities and fundamental researches Nanotribology: the effect of the relationship between the energy characteristics of the surface and the antifriction and insulating properties of adsorbed cationic surfactants Нанотрибология: эффект взаимосвязи энергетических характеристик поверхности с антифрикционными и изолирующими свойствами адсорбированных катионных ПАВ Syrkov A. G. Сырков А. Г. Syrkov A. G. pmi@spmi.ru Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (Россия) G.V. Plekhanov Saint Petersburg State Mining Institute (Russia) Demyanov S. E. Демьянов С. Е. Demyanov S. E. pmi@spmi.ru Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (Россия) G.V. Plekhanov Saint Petersburg State Mining Institute (Russia) Pleskunov I. V. Плескунов И. В. Pleskunov I. V. pmi@spmi.ru Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (Россия) G.V. Plekhanov Saint Petersburg State Mining Institute (Russia) Fedorova A. V. Федорова А. В. Fedorova A. V. pmi@spmi.ru Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (Россия) G.V. Plekhanov Saint Petersburg State Mining Institute (Russia) 21 12 2004 2004 159 1 224 228 01 06 2003 11 07 2003 21 12 2004 © 2004 А. Г. Сырков, С. Е. Демьянов, И. В. Плескунов, А. В. Федорова © 2004 A. G. Syrkov, S. E. Demyanov, I. V. Pleskunov, A. V. Fedorova 2004 А. Г. Сырков, С. Е. Демьянов, И. В. Плескунов, А. В. Федорова A. G. Syrkov, S. E. Demyanov, I. V. Pleskunov, A. V. Fedorova Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/8767

Проанализированы литературные данные о взаимосвязи энергетических характеристик поверхности (поверхностного натяжения, энергии связи поверхностных атомов) с антифрикционными и изолирующими (защитными) свойствами ионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Экспериментально выявлена тенденция усиления смазывающего действия по мере увеличения энергии связи характеристического уровня N1S адсорбированных на металле катионных ПАВ; обнаружен эффект существенного увеличения (~ на 2 эВ) энергии связи N1S при совместной адсорбции катионных ПАВ с разными по значению углеводородными радикалами у атома азота. Энергия связи определена из измеренных рентгенофотоэлектронных спектров, смазывающее действие – оценено в испытаниях на высокоскоростном конвейере при малых нагрузках в разбавленных водных растворах (около 0,01 % ПАВ).

Literature data on the relationship between the energy characteristics of the surface (surface tension, bonding energy of surface atoms) with antifriction and insulating (protective) properties of ionogenic surfactants (surfactants) have been analyzed. Experimentally the tendency of strengthening the lubricating effect has been revealed in process of increasing the bond energy of the N1S characteristic level of cationic surfactants adsorbed on the metal; the effect of essential increase (~ by 2 eV) in the N1S bond energy has been revealed in case of joint adsorption of cationic surfactants with different in value hydrocarbon radicals at the nitrogen atom. The bonding energy was determined from measured X-ray photoelectron spectra; the lubricating effect was evaluated in tests on a high-speed conveyor at low loads in dilute aqueous solutions (about 0.01 % surfactant).

 Абрамзон А.А. Анализ действия ПАВ как компонента смазки / А.А.Абрамзон, Л.П.Зайченко, В.А.Про-скуряков // ЖПХ. 1977. № 50. С.2596-2599. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение / А.А.Абрамзон, Л.П.Зайченко, С.И.Файнгольд. Л.: Химия. 1988. 200 с. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз. 1963, 472 с. Боуден Ф.П. Трение и смазка твердых тел / Пер. с англ. Ф.П.Боуден, Д.Тейбор / Под ред. И.В.Крагельского. М.: Машиностроение, 1977. 526 с. Дедков Г.В. Нанотрибология: экспериментальные факты и теоретические модели // Успехи физических наук. 2000. Т.170. № 6. С.585-618. Дерягин Б.В. Что такое трение? М.: Наука, 1963. 288 с. Зайченко Л.П. Зависимость силы сдвига от нагрузки для смазки вазелин – вазелиновое масло / Л.П.Зайченко, А.А.Абрамзон, В.А.Проскуряков // ЖПХ. 1977. № 50. С.2475-2478. Иванова Н.И. Взаимодействие поверхностно-активных веществ с твердой поверхностью // Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии. 1998. СПб: Изд-во СПбГУ. С.179. Корсаков В.Г. Физика и химия – в нанотехнологиях / В.Г.Корсаков, А.Г.Сырков, Л.П.Велютин. СПб: Изд-во РТП ИК «Синтез», 2002. 64 с. Махова Л.В. О влиянии энергии связи N1S адсорбированных наноструктур на смазывающее действие ПАВ на границе раздела металл – стекло и металл – полимер / Л.В.Махова, А.Г.Сырков, А.В.Федотов // Конденсированные среды и межфазные границы. 2003. Т.5. № 4. С.423-428. Нефедов В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений. М.: Химия, 1984. 255 с. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / Под ред. А.А.Абрамзона, Е.Д.Щукина. Л.: Химия, 1984. 392 с. Сумм Б.Д. Самоорганизованные коллоидные структуры // Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии. 1998. СПб: Изд-во СПбГУ. С.46-47. Сырков А.Г. Современные тенденции в развитии химических методов обработки поверхности металлов и способов очистки оборудования нефтехимического комплекса / А.Г.Сырков, А.И.Волков, А.Е.Хованских // Вестник Академии технологических наук РФ. 2000. № 15. С.42-44. Сырков А.Г. Влияние восстановителя на состояние атомов в поверхностном слое и химическую устойчивость образующегося металла / А.Г.Сырков, Л.В.Махова, В.Г.Корсаков // Конденсированные среды и межфазные границы. 2001. Т.3. № 4. С.323-326. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости: Справочник / Под ред. В.М.Школьникова. М.: Химия, 1989. С.324. Detergency. Theory and Test methods / Ed.W.G.Culter and R.C.Devis. N.-Y.Dekker INC. 1974. 450 p. Hesse R. Computer program for investigation of XP-spectra / R.Hesse, T.Chasse, R.Szardan // Fresenius J. Anal. Chem. 1998. 48. P.365-368. McClelland G.M. Fundamentals of Friction: Macroscopic and Microscopic Processes / G.M.McClelland, I.N.Glosli // Eds. I.L. Singer, H.M. Pollock. Dodrecht: Kluwer. 1992. P.405-407. Swartz W.E. Determination of N1S core-level energy for sulfate ammonia / W.E.Swartz, R.A.Alfonso // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1974. 4. P.351-355.