Дослідження N,N-діаліл-(3-арилізооксазол-5-іл)-метиленсульфоніламідів в якості присадок для підвищення несучої здатності синтетичної оливи на основі естеру пентаеритриту та масляної кислоти

The object of research is N,N-diallyl (3-arylisoxasol-5-yl)-methylenesulfonylamides (Ar: C6H5 (1); C6H4–4–CH3 (2); C6H4–4–OC2H5 (3)) as antiwear additives to oils that are derived from the corresponding sulfonyl chloride and dialylamine. The industrial additive DF-11 (zinc dialkyldithiophosphate) (4) was used as a reference in action, and the 2-mercaptobenzthiazole allyl ether was used as a structural standard (5). As a synthetic oil, pentaerythritol and n-butyric acid ester, which is obtained by the esterification reaction, is used.Some physical characteristics (relative viscosity and refractive index) of the obtained oil were studied with and without the addition of sulfonylamides (1)–(3).The effect of the addition of N, N-diallyl (3-arylisoxasol-5-yl)-methylenesulfonylamides (Ar: C6H5 (1); C6H4–4–CH3 (2); C6H4–4–OC2H5 (3)) on the dynamic strength of the test oil was evaluated by ASTM D2783 (GOST 9490-75) on the four ball friction machine in terms of critical load. The tests were carried out by friction in the corresponding liquids of standardized metal balls made of ShKh 15 steel (microhardness – 64–66 HRC, stiffness parameter – Ra<0.25 μm). The rotation frequency of the upper loaded balls in relation to three stationary balls is 1500 × 1, the oil temperature is 20 °C. The test time at each load is 10 s, the experiment repeatability is three tests for each load.The study of changes in the diameter of the wear spot Dw of metal balls during friction in the initial oil without adding compound (3) and in accordance with the addition was carried out at revolutions of 1500 rpm, an initial temperature of 25 °C, a load of 98 N, and a study time of 1:00. The results obtained indicate that Dw of the oil without making the specified compound was 0.75 mm, and when it was added (0.1 wt. %) – 0.67 mm, that is, the reduction in wear is 10.67 %.It is found that the presence of the studied additives (1)–(3) in low concentrations in a synthetic oil based on pentaerythritol and n-butyric acid can significantly increase its bearing capacity. The most effective compound (3), which at a concentration of 0.1 % of the mass exceeds the bearing capacity in comparison with (4) by 1.38 times, and with (5) – by 1.37 times. The specified compound is more effective in concentration, 10–20 times less in comparison with known additives.Thus, the use of N,N-diallyl (3-arylisoxasol-5-yl)-methylenesulfonylamides as additives to increase the bearing capacity of synthetic oils based on pentaerythritol and synthetic fatty acids, allows to increase the antiwear activity of lubricants. Therefore, they can be used to create new effective compositions for oils and petroleum products.Объектом исследования является N,N-диаллил-(3-арилизоксазол-5-ил)-метиленсульфониламиды (Ar: C6H5 (1) C6H4-4-CH3 (2) C6H4-4-OC2H5(3)) в качестве противоизносных присадок к маслам, которые получены из соответствующих сульфонилхлоридов и диаллиламина. В качестве эталона по действию использована промышленная присадка ДФ-11 (диалкилдитиофосфат цинка) (4), а эталоном по строению – аллиловый эфир 2-меркаптобензтиазола (5). Как синтетическое масло использован эфир пентаэритрита и н-масляной кислоты, который получен реакцией этерификации.Исследованы некоторые физические характеристики (относительная вязкость и показатель преломления) полученного масла при добавлении сульфониламидов (1)–(3) и без них.Динамическую прочность исследуемого масла оценивали по методике ASTM D2783 (ГОСТ 9490-75) на четырехшаровой машине трения по показателю критической нагрузки. Испытания проводились при трении в исследуемой жидкости стандартизированных металлических шариков, изготовленных из стали ШХ15 (микротвердость – 64–66 HRC, параметр жесткости – Ra<0,25 мкм). Частота вращения верхнего нагруженного шарика относительно трех неподвижных шариков – 1500 мин–1, температура масла – 20 °С. Время испытаний при каждой нагрузке – 10 с, повторяемость эксперимента – три испытания для каждой нагрузки.Исследование влияния соединения (3) при добавлении в масло на диаметр пятна износа Dи шариков осуществлено при оборотах 1500 мин–1, начальной температуре 25 °С, нагрузке 98 Н, времени исследования – 1 час. Полученные результаты свидетельствуют, что Dи масла без внесения указанного соединения составил 0,75 мм, а при его внесении (0,1 мас. %) – 0,67 мм, то есть, снижение износа составляет 10,67 %.Найдено, что присутствие исследуемых присадок (1)–(3) в малых концентрациях в синтетическом масле на основе эфира пентаэритрита и н-масляной кислоты может существенно повышать её несущую способность. Наиболее эффективным является соединение (3), которое в концентрации 0,1 % масс. превышает несущую способность, по сравнению с (4), в 1,38 раза, а с (5) – в 1,37 раза. Указанное соединение является более эффективным в концентрации, в 10–20 раз меньше по сравнению с известными присадками.Таким образом, применение N,N-диаллил-(3-арилизооксазол-5-ил)-метиленсульфониламидов, как присадок для повышения несущей способности синтетических масел на основе эфира пентаэритрита и синтетических жирных кислот, позволяет повысить противоизносные свойства смазочных материалов. Поэтому они могут быть использованы для создания новых эффективных композиций к маслам и нефтепродуктам.Об’єктом дослідження є N,N-діаліл-(3-арилізооксазол-5-іл)-метиленсульфоніламіди (Ar: C6H5 (1); C6H4–4–CH3 (2); C6H4–4–OC2H5 (3)) в якості протизношувальних присадок до олив, які одержано з відповідних сульфонілхлоридів та діаліламіну. Як еталон за дією використано промислову присадку ДФ–11 (діалкілдитіофосфат цинку) (4), а еталон за будовою – аліловий естер 2-меркаптобензтіазолу (5). Як синтетичну оливу використано естер пентаеритриту та н-масляної кислоти, який одержано реакцією естерифікації.Досліджено деякі фізичні характеристики (відносну в’язкість та показник заломлення) одержаної оливи при додаванні сульфоніламідів (1)–(3) та без них.Вплив додавання N,N-діаліл-(3-арилізооксазол-5-іл)-метиленсульфоніламідів (Ar: C6H5 (1); C6H4–4–CH3 (2); C6H4–4–OC2H5 (3)) на динамічну міцність досліджуваної оливи оцінювали за методикою ASTM D2783 (ГОСТ 9490-75) на чотирикульковій машині тертя за показником критичного навантаження. Випробовування проводили при терті у відповідних рідинах стандартизованих металевих кульок, що виготовлені зі сталі ШХ15 (мікротвердість – 64–66 HRC, параметр жорсткості – Ra<0,25 мкм). Частота обертання верхньої навантаженої кульки відносно трьох нерухомих кульок – 1500хв–1, температура оливи – 20 °С. Час випробувань при кожному навантаженні – 10 с, повторюваність експерименту – три випробування для кожного навантаження.Дослідження зміни діаметру плями зношення Dз металевих кульок при терті в вихідній оливі без додавання сполуки (3) та відповідно з додаванням здійснено при обертах 1500 хв–1, початковій температурі 25 °С, навантаженні 98 Н, часу дослідження – 1 година. Одержані результати свідчать, що Dз оливи без внесення зазначеної сполуки склав 0,75 мм, а при її внесенні (0,1 мас. %) – 0,67 мм, тобто, зниження зношування складає 10,67 %.Знайдено, що присутність досліджуваних присадок (1)–(3) у малих концентраціях у синтетичній оливі на основі естеру пентаеритриту та н-масляної кислоти може суттєво підвищувати її несучу здатність. Найбільш ефективною є сполука (3), яка в концентрації 0,1 % мас. перевищує несучу здатність, порівняно з (4), у 1,38 рази, а з (5) – у 1,37 рази. Зазначена сполука є більш ефективною у концентрації, що в 10–20 разів є меншою, порівняно з відомими присадками.Таким чином, застосування N,N-діаліл-(3-арилізооксазол-5-іл)-метиленсульфоніламідів, як присадок для підвищення несучої здатності синтетичних олив на основі естеру пентаеритриту та синтетичних жирних кислот, дозволяє підвищити протизношувальну активність мастильних матеріалів. Тому вони можуть бути використані для створення нових ефективних композицій до олив і нафтопродуктів