2018 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of dispersion technique of graphene oxide in lubricating oils, and its synergistic effect with other additives and low temperature operation
| Project/Area Number |
17H03165
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
木之下 博 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (50362760)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仁科 勇太 岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 研究教授 (50585940)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 酸化グラフェン / 潤滑油 / 摩擦 / 摩耗 / 分散性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本申請者らは酸化グラフェンの“分散水”が，室温，鉄系材料の摩擦で摩擦係数0.05の極低摩擦，ほぼゼロ摩耗になることを見出した．鉄系・室温でこのような高潤滑性能の添加剤は存在しない．本研究では実用化を目指し，酸化グラフェンのアルキル化を最適化して，合成潤滑油への分散で高い潤滑性を実現し，他添加剤との混合添加の影響などを詳しく調べ，さらに低温でも潤滑効果を達成する研究を行う．
本研究では，化学修飾と加熱還元の２通りの方法で疎水化を行い，これらを用い０℃以下の低温で往復摺動摩擦実験を行った．化学修飾による方法では，分散剤であるアルキルアミンの添加量が酸化グラフェンに対し等量もしくは４倍の程度の少ない添加量ほど良好な潤滑特性が得られた．逆に添加量が多いと摩擦はそれほど悪化しなかったが，摩耗は無添加のPAOよりも大きくなった．加熱による方法では全ての加熱温度域で無添加のPAOよりも摩耗が低減された．また，加熱温度が低いほど摩耗が低減し，加熱温度が高くなるにつれて摩耗低減効果が薄くなっていった．いずれの分散方法でも酸化グラフェンの極性を減じる効果が小さい時に，潤滑性向上効果が高くなる傾向であった．これは酸化グラフェンの酸素官能基が多いほど，酸化グラフェンの金属表面への吸着性が高くなるためだと思われる．ただ，酸化グラフェンの極性が高いほど分散性は悪化するので実用化の観点から望ましい事でない．
また，本年度から境界潤滑になる往復摺動タイプの摩擦試験に加えて，混合および流体潤滑状態にもなるブロックオンリングタイプの摩擦試験機でも摩擦実験を行った．まだ実験数が少なくて明確な結果は得られていないが，往復摺動摩擦試験と同様な傾向は得られている．また一般的に潤滑油に用いられているZnDTPとの相乗効果については，ZnDTPの摩耗低減効果を阻害しなく，摩擦条件によっては相乗効果も認められた．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた，研究計画通り行えている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
来年度の最終年度では，PAOの他にエステル系や，またグリースへの酸化グラフェンの分散を試みる．また他添加剤としてMoDTCや，酸化防止剤との相乗効果についても調べる．
|
