2020 Fiscal Year Annual Research Report
Lubricating properties originating from molecular interaction of lubricant components under lubricating condition
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18K13679
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| Research Institution | Ichinoseki National College of Technology |
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Principal Investigator |
滝渡 幸治 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70633353)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トライボロジー / その場観察 / 赤外分光法 / 分子間相互作用 / 粘性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
潤滑特性に影響する潤滑剤成分の溶解性や粘度には、分子間相互作用が関わっている。分子間相互作用は官能基から強さ等を推測できるが、潤滑状態では高温や高圧、せん断の影響で変化する。本研究では分子間相互作用、特に水素結合に注目し、弾性流体潤滑(EHL)条件下における分子間相互作用を直接捉え、潤滑特性との関係を明らかにすることを目的とした。赤外分光法を用いる潤滑状態のその場観察法を用い、潤滑状態での水素結合を直接捉えた。
単成分系として、ポリグリコール油のトラクション特性と分子構造の関係を調べた。試料として、ポリプロピレングリコールや、その末端を水酸基からメトキシ基やエステル基、アミン基に変えた試料、そして無極性の炭化水素油を用いた。トラクション測定と潤滑膜のその場観察、水分濃度を調べた。末端の官能基により、トラクション係数が変化することが分かった。また、水分濃度もわずかに異なった。トラクション係数と末端官能基の関係から、EHLの高圧により分子間相互作用が増大し、粘性が増大していると考察した。
次に、脂肪酸添加油を試料として二成分系の実験を行った。アルキル鎖長の異なる脂肪酸を、極性と無極性の基油に添加して試料油とした。無極性の基油を用いたときに接触域における脂肪酸の濃度が低下し、極性の基油を用いると濃度低下が見られなかった。初濃度における粘度とトラクション係数との関係をまとめたところ、無極性の基油を用いたときに相関が見られなかった。接触域の濃度における添加剤粘度を概算したところ、トラクション係数との相関が見られ、分子間相互作用による濃度変化がトラクション係数に影響することが分かった。
以上の結果から、単成分と二成分系における分子間相互作用の潤滑特性への影響に関する知見を得た。潤滑剤設計の技術革新に貢献すると共に、分子間相互作用に基づく潤滑剤設計指針の構築の一助となることが期待される。
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