摩擦改質剤

摩擦調整剤は、機械部品の摩擦と摩耗を低減するために潤滑剤に添加されます。特に境界潤滑領域において重要であり、固体表面の直接接触を防ぎ、摩擦と摩耗を大幅に低減します。

摩擦調整剤にはいくつかの種類があり、主なものとしては有機摩擦調整剤（OFM）、油溶性有機モリブデン添加剤、官能化ポリマー、分散ナノ粒子などがある。^{[ 1 ]}

OFMは脂肪酸などの両親媒性界面活性剤で、多くの場合、脂肪や植物油に由来します。OFMは現代のエンジンオイルの重要な添加剤であり、燃料にも使用されています。^[¹^] OFMは金属表面に吸着し、自己組織化して非圧縮性の単分子膜を形成し、凹凸との接触を防ぎ、摩擦と摩耗を低減します。^[²^]
有機モリブデン化合物は、当初は摩耗防止添加剤として開発されましたが、後に境界摩擦を低減するのに非常に効果的であることが認識されました。^{[ 3 ]}現在、多くのエンジンオイルに使用されており、最近ではギアオイルにも使用されています。^{[ 1 ]}摩擦面に二次元二硫化モリブデン層を形成することで摩擦を低減します。^{[ 4 ]}
極性表面に特異的に吸着するように調整できる官能化ポリマーは、摩擦と摩耗を著しく低減することが示されている。^{[ 5 ]}
分散ナノ粒子は境界摩擦を低減することが示されているが^{[ 6 ]}、産業用途ではまだ広く利用されていない。^{[ 1 ]}

摩擦損失の低減と潤滑効率の向上は、二酸化炭素排出量の削減に向けた重要な目標です。^{[ 7 ]}一つのアプローチとして、潤滑油の粘度を徐々に低下させることで、流体せん断損失、攪拌損失、ポンピング損失を最小限に抑えるというものがあります。^{[ 1 ]}しかし、これは境界潤滑条件下で動作する部品の数が増えることを意味します。そのため、摩擦調整剤、特にOFMへの関心が再び高まっています。例えば、最近のトライボロジー実験^{[ 8 ]}や分子動力学シミュレーション^{[ 9 ]}は、境界潤滑条件下でのOFMの挙動に関する新たな知見をもたらしています。

参照

オイル添加剤 – ベースオイルの潤滑性能を向上させる化合物

潤滑剤 – 相互接触する表面間の摩擦を減らすために導入される物質
トライボロジー – 摩擦面の科学

参考文献

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