Additifs composites colloïdaux réducteurs de frottement, d’usure et inhibiteurs de corrosion
Cette étude est sous-tendue par les problèmes posés aux constructeurs de moteurs à combustions internes lorsque des matériaux non-réactifs (chrome, céramiques, nouveaux alliages…) sont utilisés dans les nouvelles conceptions de pièces mécaniques (segments, cames, poussoirs …). Dans ces contextes, les additifs anti-usure, classiquement utilisés dans les huiles lubrifiantes, sont alors inopérants et les organes en question subissent une dégradation prématurée.
L’action anti-usure d’un additif conventionnel (tricrésylphosphate, dialkyl dithiophosphate de Zinc…) est gouvernée par la constitution d’un film anti-usure par réaction chimique de l’additif avec la surface des organes mécaniques en frottement.
Le GTSI développe de nouveaux concepts d’additifs ne nécessitant pas de réaction avec les substrats. Ainsi des additifs colloïdaux composites (micelles) multi-actions (anti-frottement, anti-usure et inhibiteur de corrosion) ont été synthétisés (Coopération Exxon Chemical Europe). Leur structure et leur composition ont été étudiées par microscopie électronique analytique. Leurs propriétés lubrifiantes ont été caractérisées à l’échelle macroscopique et nanométrique dans différentes conditions environnementales (atmosphère neutre, air sec, air humide).
Les micelles organométalliques choisies (micelles inverses non stoechiométriques de savons métalliques dont le cœur contient un phase minérale de type oxyde ou carbonate de Mg, Ca, Zn, Sr, Zr…) ont montré des propriétés tribologiques exceptionnelles aussi bien dans le cas des métallurgies classiques (acier/acier, acier/fonte) que dans le cas de matériaux non réactifs (chrome/chrome, céramique/ céramique…).
Les propriétés réductrices de frottement ont été attribuées à la présence de chaînes organiques longues (supérieures à C8).
L’action anti-usure à été attribuée à la constitution d’un film protecteur (anti usure) lors du glissement par transformation physico-chimique des micelles dans l’interface tribologique en micro-cristallites de strontianite (SrCO3) sans réaction avec les substrats.
La présence de phases basiques (carbonate, carboxylate de métaux) est à l’origine de l’activité inhibitrice de corrosion. Dans les moteurs diesels, la production de d’acide sulfurique lors de la combustion de fuel mal désulfurisé est responsable d’une usure corrosive sévère en l’absence d’additifs surbasés (type alkyl benzène sulfonate de calcium).
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