ITTV20100093A1

ITTV20100093A1 - Liquido specifico sintetico,idoneo alla formazione di una propria pellicola super lubrificante tra meccanismi in attrito, per diminuire frizione ed usura in condizioni di lubrificazione in alta temperatura

Info

Publication number: ITTV20100093A1
Application number: IT000093A
Authority: IT
Inventors: Benedetto Mauro De
Original assignee: Benedetto Mauro De
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2011-12-31
Also published as: WO2012001720A1

Description

DESCRIZIONE D'INVENZIONE INDUSTRIALE

Avente per titolo "Liquido specifico sintetico, idoneo alla formazione di una propria pellicola super lubrificante tra meccanismi in attrito, per diminuire frizione ed usura in condizioni di lubrificazione in aita temperatura".

Inventore designato: Mauro De Benedetto.

Campo dell'invenzione: Il presente trovato si riferisce all'ambito dell'industria chimica di lubrificanti per motori a combustione interna e fluidi meccanici. Esso riguarda la formazione stabile e rinnovabile di un velo super lubrificante che sostituisce il film meno nobile, per ridurre ulteriormente e stabilmente l'attrito, tra meccanismi che operano in condizioni aventi temperature d'esercizio tra 200° e 300° Celsius. Il trovato riguarda la formazione di un velo super protettivo di PDMS tra le parti in attrito, che avviene grazie al loro sfregamento. Si è costatato che la propria perdita per evaporazione a temperature elevate è molto piccola e quindi è un efficiente lubrificante che proporziona la formazione di strati ultrasottili di PDMS, che interagiscono con differenti superfici metalliche, aumentando così la propria capacità di lubrificazione. L'esistenza di questo velo è stata confermata utilizzando la tecnica analitica della spettroscopia a infrarossi, li lubrificante, oggetto di questa invenzione, può essere usato nella lubrificazione di carter e motori a combustione interna e può essere utilizzato anche nella lubrificazione dei motori a combustione, alimentati a benzina, gasolio, bio-diesel, alcool e gas. Stato Attuale della Tecnica: Gli olì minerali sono i lubrificanti più comunemente usati. Sono prodotti dal petrolio greggio che è estratto in diverse parti del mondo. Ci sono alcuni vantaggi e svantaggi nell'applicazione di oli minerali per lubrificare macchinari specifici, e questi devono essere considerati con attenzione nella scelta di un lubrificante e nella progettazione di un sistema di lubrificazione, il costo degli oli minerali è basso e nonostante il rapido sviluppo di oli sintetici, lubrificanti solidi e polimeri resistenti all'usura, il loro uso continuato in molte industrie sembra certo. Nonostante le molte caratteristiche positive, quali la disponibilità e il costo relativamente basso, gli oli minerali possiedono anche molti gravi difetti, come l’ossidazione e la perdita di viscosità ad alte temperature, combustione o esplosione alla presenza di forti agenti ossidanti e solidificazione a basse temperature. In generale, gli oli minerali sono vulnerabili alla degradazione chimica in servizio e i processi di usura accentuano la gravità delle condizioni. In origine, i lubrificanti sintetici furono sviluppati all’inizio del secolo, da paesi privi di un approvvigionamento affidabile d'olio minerale. Questi lubrificanti erano costosi e inizialmente non ottennero l’accettazione generale. L’uso di oli sintetici aumentò gradualmente, soprattutto nelle applicazioni piu specializzate per le quali gli oli minerali sono inadeguati. Sebbene i lubrificanti sintetici specializzati abbiano sostituito l’olio minerale con successo in varie applicazioni e da molti anni, solo di recente e per l'uso generale, sono stati introdotti lubrificanti sintetici su larga scala. Gli additivi accuratamente scelti sono estremamente efficaci nel migliorare le prestazioni di un olio. Gli additivi che migliorano le proprietà d'attrito ed usura sono probabilmente i più importanti di tutti gli additivi utilizzati nelle formulazioni degli olì. Nello sviluppo dì lubrificanti, ci sono stati molti tentativi di fornire additivi che conferissero proprietà anti-usura. I ditiofosfati di zinco (ZDDP) sono stati utilizzati come additiva anti- usura, per più dì cinquanta anni. Tuttavia, i ditiofosfati di zinco (ZDDP) originano cenere e aumentano il particolato nelle emissioni automobilistiche. Alla luce di questa deficienza dei ditiofosfati di zinco, sono stati compiuti sforzi per ottenere miscele lubrificanti prive di zinco e fosforo, o almeno che li contengano in piccole quantità. Si deve rilevare, tuttavia, che gli additivi non sono la panacea per tutti i problemi di lubrificazione. Gli additivi presenti nell'olio, possono deteriorare durante l'uso poiché reagiscono con le parti metalliche del macchinario e dell'ambiente. Essi possono portare tanti problemi quanti ne risolvono; per esempio, l'incompatibilità con il lubrificante di base e con altri additivi ha provocato costosi fallimenti industriali.

Sommario dell'invenzione: Il trovato dimostra che il PDMS forma un velo proprio, quando sfregato sulle superfici, e che queste interagiscono, aumentando così la capacità di lubrificazione. Il presente trovato conferma il PDMS quale super lubrificante da utilizzarsi come integratore dei liquidi basici; esso resiste a temperature di 200° a 300° Celsius. La composizione tra liquidi che deriva dall'invenzione può essere utilizzata anche in combinazione con altri additivi tipicamente incontrati in oli per motore che includono: disperdenti, detergenti, agente anti- usura, inibitori di ruggine, antiossidanti, riduttori d'attrito, miglioratori dell'indice di viscosità e depressori del punto di fluidità. Sappiamo che la conseguenza della perdita del velo lubrificante è una grave usura e l'usura è la principale causa di spreco di materiale e la perdita di prestazioni meccaniche, quindi, qualsiasi riduzione d'usura può portare a risparmi considerevoli. Pertanto risolvere questo inconveniente in modo economico, stabile e rinnovabile, nella lubrificazione in alta temperatura, è l'oggetto del trovato. Il presente trovato enuncia che sono possibili composizioni di miscele di oli lubrificanti minerali e/o sintetici e l'olio PDMS, che non contiene alcun tipo di additivo. Nella presente invenzione sono stati utilizzati PDMS di diversa viscosità, avendo ottenuto ottimi risultati con viscosità che vanno da ±50 a ±350 centiStokes a 25° Celsius, per i motori a combustione interna e per i grassi da ±500 a ±1000 centiStokes a 25° Celsius. La composizione lubrificante risultante dalla presente invenzione possiede una viscosità adatta alle alte temperature, un'elevata stabilità ossidativa e non reagisce chimicamente con le guarnizioni di tenuta. Si dimostra così, che la presenza della formazione di una pellicola protettiva resistente allo sforzo di taglio, permettendo lo scorrimento molecolare e l'interazione di questo velo con superfici diverse a temperature elevate, sono fattori responsabili delle proprietà lubrificanti di questa composizione. Pertanto, la composizione risultante dalla presente invenzione può meglio penetrare nella microporosità dei metalli e nelle micro rugosità delle sue superfici, riducendo così l'attrito tra le superfici di contatto. Il contatto tra le parti in metallo e il PDMS avviene attraverso uno sfregamento naturale e l'interazione tra PDMS/metallo avviene attraverso forze intermolecolari più forti di quelle delle forze attuanti che agiscono tra l’olio minerale e/o sintetico e le parti metalliche, con conseguente sostituzione della pellicola che si forma tra olio lubrificante e le parti metalliche, per un nuovo e più resistente velo formato dallo sfregamento e dall'interazione tra PDMS e parti metalliche. L'olio lubrificante mantiene le sue proprietà a causa delia nuova interazione formata tra il velo di PDMS recentemente creato e l'olio lubrificante. Descrizione dettagliata dell'invenzione: Il PDMS possiede formula strutturale CH3SiO[(CH3)2SiO]S3-23oSi(CH3)3e una viscosità variabile (da ±50 a ±500 centiStokes a 25° Celsius e verrà miscelato con olio minerale organico e/o sintetico, mantenendo la stabilità alle alte temperature, da 200° Celsius, in particolare a 280° Celsius, dove la perdita per evaporazione è molto piccola. Pertanto, l'elemento della presente invenzione è adeguato per lubrificanti di macchine e motori, sottoposti a temperature di 200 gradi o più, particolarmente in combustione interna. Quando in temperature tra i 350° ei 400° Celsius, sotto vuoto, il PDMS subisce depolimerizzazione per dare una miscela di ci dosi I ossa ni con una vasta fascia di distribuzione delle masse molari, tanto il materiale che non depolimerizza, quanto il prodotto ottenuto dalla pirolisi sono PDMS o dimetti ciclosilossani, cioè i legami C-H e Sì-C sono preservati. La pirolisi dei polisilossani ramificati conferma questi risultati e indica che il Si-CH3può essere stabile anche a temperature superiori a 600° Celsius. Con il trattamento termico di circa 500° Celsius, quello che si osserva è che i gruppi dei dimetilsilossani possono essere facilmente eliminati o inseriti nelle molecole di polisilossani. A temperature intorno ai 400" Celsius furono osservati i processi di depolimerizzazione e degradazione, in polidimetilsilossani di masse molari medie tra 68.000 e 111.000 g/mol, che furono sottoposti a trattamento isotermico. La formazione di oligomeri silicici durante decomposizione per pirolisi, così come lo standard di decomposizione con il quale i segmenti lineari formano cicli in dimetilsilossani, dipendono dal numero di unità D nella catena. Con termo - gravimetria in atmosfera inerte o sotto vuoto, si è osservata la scomparsa della fase associata con la termo-ossidazione dei gruppi metile e che il processo d'ossidazione avviene a temperature inferiori a quella del processo di depolimerizzazione, nonostante si abbia una sovrapposizione nelle fasce di temperatura, nelle quali i processi si verificano. Nonostante questa sovrapposizione, possiamo identificare come sia stata di circa 380" Celsius, la temperatura alla quale il processo termo-ossidativo prevale e che sopra i 390° Celsius è predominante il processo di depolimerizzazione. La presente invenzione permette una possibile risultante composizione lubrificante, formata da PDMS/olio minerale organico (idrocarburi) o sintetico, impiegata come lubrificante a temperature comprese tra 200 e 300" Celsius. Essa dimostra che la capacità di lubrificazione di questa composizione è migliorata e ciò si deve al fatto che il PDMS, quando a contatto con superfìci metalliche, origina veli ultrasottili propri che sono di somma importanza per la lubrificazione. Un tentativo di spiegare l'adesione dei polidimetilsilossano alla superficie metallica è legata al fatto che il polidimetilsilossano si comporta in modo acido (acido Lewis), interagisce con le superfìci di particelle d'ossido come quella dei metalli, che hanno un carattere di base (base Lewis). Quest'interazione è in forma d chemio-assorbìmento, nella quale il polimero è legato alla superficie metallica da legami, come mostrato nella Figura 1.3. Questa stessa spiegazione può essere utilizzata per l'assorbimento del PDMS in altri substrati, quali vetro e ossidi. In modo generico, gruppi costituenti queste superfìci possono essere rappresentati dalla Figura n. 1.3. Quando il PDMS fu applicato (strofinato) su substrati di metallo, l'interazione tra la matrice e la superficie metallica, creò un’interfaccia con diverse proprietà chimiche, fisiche e meccaniche, che variano d'accordo con la dimensione del PDMS. La superficie del metallo è anche una superficie d'ossido di metallo, così come la superficie de metallo è esposta a condizioni atmosferiche, uno strato d'ossido viene creato quasi istantaneamente in diverse strutture e spessori, essendo questo fattore dipendente dalle caratteristiche del metallo e dalle condizioni dell'ambiente. Avviene un'interazione dell'ossigeno e acqua contenuta in atmosfera con il metallo, formando uno strato superficiale dì ossido di metallo (ossigeno più metallo) che sarà di somma importanza per l'interazione con il film. Lo spessore dello strato d'ossido sulla superficie del metallo, varia intorno a 40-80 À o più, per metalli come alluminio, ferro, nichel, zinco, rame, magnesio, ecc. che sono comuni nelle industrie. Dagli studi d'interfase del PDMS con l'alluminio, è stato accertato che la morfologia dell'ossido svolge un ruolo importante per la creazione d'articolazioni adesive forti, dovute alla presenza microscopica d'ossido sulla superfìcie ruvida, che permette un effettivo blocco meccanico tra il substrato e l'aderenza. La composizione chimica di un'interfase può anche avere un grande effetto sulla resistenza e la durata di un congiunto adesivo o di un rivestimento. Abbiamo usato la spettroscopia d'assorbimento in infrarossi con Trasformata di Fourier, per analizzare la composizione chimica dell'interfase metallo/PDMS. La profondità di penetrazione del metallo sul substrato di PDMS, è limitata a solo alcuni nanometri, ma la reazione chimica nella interfase è stata molto importante per stabilire un legame chimico tra il rivestimento del metallo e il substrato. Il velo d'olio originale di olio PDMS/olio minerale organico (idrocarburi) e il velo d'olio di PDMS/olio organico minerale (idrocarburi) e/o sintetico, trattato termicamente (temperatura compresa tra 250° e 280° Celsius), furono analizzati mediante spettroscopia ad infrarossi, usando uno spettrometro FTIR-1600, Perkin Elmer, associato alle tecniche di trasmissione e di riflettanza interna multipla(MIR). Nella tecnica di trasmissione, il film originale è stato posto sopra il porta campione appropriato e l'acquisizione dello spettro fu eseguito con 4 o 256 scansioni, nell'intervallo di 4000 a 400 cm<1>. In seguito il film fu sottoposto a trattamento termico a 250° e 280° Celsius e fu acquisito un nuovo spettro nelle stesse condizioni. Nella tecnica di riflettanza interna multipla fu utilizzato un accessorio contenente cinque specchi riflettori, che guidarono il fascio sul cristallo di KRS5 (SPCAC). Il campione fu collocato sul cristallo in un supporto mobile che permise l'allineamento per la massima intensità del fascio trasmesso. Così, la radiazione entrò attraverso una faccia del cristallo e si riflesse più volte nelle interfacce di cristallo del campione, fino a quando il fascio uscì dal cristallo e fu diretto al rivelatore. L'identificazione del PDMS nello spettro infrarosso (Figura 1.4), si verificò nella regione di 4000 a 400 cm<*1>, dove furono osservate le attribuzioni più importanti corrispondenti a Si-O-Si, tra 1100 e 1000 cm<"1>e la deformazione simmetrica CH3a 1.260 cm<"1>'. Gli spettri infrarossi del film di PDMS con uno spessore di 150 a 300 micron, ottenuti per trasmissione, presentarono le bande caratteristiche, relative ai PDMS, fortemente assorbite. Lo spettro d'infrarosso di veli di PDMS senza trattamento termico, mostrato nella figura 1.5, fu ottenuto per trasmissione. La regione dello spettro corrispondente all'intervallo di 1500 a 400 cm<"1>(regione spettrale più importante per l'identificazione di siliconi) è fortemente assorbita, per il grande spessore dei campioni (300 pm). La banda osservata in 2900 cm<1>è attribuita alle vibrazioni di stiramento simmetrico ed asimmetrico del CH3. Le tre bande 3642, 3698 e 3792 cm<'1>sono associate all'assorbimento d'acqua, idrossilici liberi ed associati. Non si osservarono cambiamenti della tecnica di trasmissione e dilettanza interna multipla, quando furono ottenuti veli di PDMS riscaldati alle temperature di 250° e 280° Celsius, agli spettri all'infrarosso. D'altro canto, utilizzando la tecnica di trasmissione in veli spessi, si osserva il cambiamento nel profilo della curva nella regione tra 3800 e 3000 cm<1>in campioni originali sopra un'intensificazione, quando lo spettro è ottenuto da campioni riscaldati a 250° Celsius. Comunque, il profilo della curva nell'intervallo di 3640 a 3000 cm<’1>, si altera arrivando ad essere più simmetrico. Gli spettri ottenuti per trasmissione di campioni riscaldati a 280° Celsius, (figura 1.6) mostrano che la banda osservata tra 3640 a 3000 cm<'1>, oltre a cambiare il suo profilo, diventa più intensa quando comparata agli spettri ottenuti da campioni originali e riscaldati a 250° Celsius. La regione tra 3762 e 3642 cm<'1>soffre anche di cambiamenti; il profilo della curva è alterato ed avviene il dislocamento del picco da 3642 a 3512 cm<'1>. Sebbene la tecnica della spettroscopia all'infrarosso o trasmissione sia inadeguata per caratterizzare la superfìcie dei veli spessi di PDMS, dovuto al forte assorbimento esattamente nella regione dello spettro dove i gruppi Si-O-Si, Si-C e CH3assorbono molto, essa si rivela importante nella regione tra 3700 e 3000 cm<"1>. La tecnica dell'infrarosso per trasmissione e riflettanza interna multipla, sebbene permetta caratterizzare la superficie del velo di PDMS, non mostrò alcuna alterazione nei veli, quando questi furono riscaldati a 250° o 280° Celsius. La regione tra 3710 e 3300 cm<'1>dello spettro è relazionata all'assorbimento dell'acqua, dei gruppi idrossilici liberi ed associati. Poiché i veli furono riscaldati tra 250° e 280° Celsius, i cambiamenti osservati in questo intervallo devono essere associati alla creazione di gruppi silanolici 0 idroperossidi (-OOH), dovuto al riscaldamento. Il PDMS, super lubrificante: La maggior parte dei siliconi sono chimicamente inerti. Hanno eccellenti stabilità termiche e ossidative, buone caratteristiche di viscosità-temperatura, bassa volatilità, bassa tossicità e tensione superficiale. La loro viscosità rimane quasi costante e la loro gamma di temperatura operativa è compresa tra -50° C a 370° Celsius. I siliconi sono di solito impiegati, dove altri lubrificanti non riescono a funzionare. I siliconi sono polimeri sintetici con la struttura costituita da atomi di silicio e di ossigeno, legati alternatamente con uno o due gruppi organici, legati a ciascun atomo di silicio al centro della catena. Il termine silicone fu usato originariamente assumendo che sostanze di formula empirica RR'SiO sarebbero state analoghe a chetoni. Attualmente, la parola designa tanto polimeri ragionevolmente puri, quanto miscele di molti componenti che includono tra l'altro cariche ed additivi. Nella nomenclatura dei silossani, s'utilizzano normalmente i parametri che si basano su unità funzionali designate da lettere che indicano il numero d'ossigeni legati ad atomi di silicio. Le lettere M, D, T e Q. rappresentano, rispettivamente, gli atomi di silicio legati ad uno, due, tre e quattro atomi di ossigeno; la lettera N indica che l'atomo di silicio non ha legami con atomi d'ossigeno. La Figura 1.1 illustra le varie funzionalizzazioni di atomi di silicio, in un ipotetico silicone reticolato. I siliconi sono prodotti nelle forme di fluidi (50-55%), resine (5-10%) ed elastomeri (40-45%). Altri prodotti commerciali di silicone, come per esempio emulsioni, grassi ed adesivi sono derivati da questi tre tipi basici.

1 fluidi di silicone prodotti commercialmente sono principalmente, il dimetile, il metile alchil e copolimeri di dimetil-difenilsilossani. I fluidi di dimetilsilossano sono prodotti da oligomeri ciclici distillati o idrolizzati ed un terminatore di crescita della catena, usandosi catalizzatori di reazione d'equilibrio della polimerizzazione. Utilizzando esadimetilsilossano come agente di cessazione, la reazione produce miscele di polimeri di tipo MDXM e Dn,Generalmente chiamato "olio di silicone", "fluido di silicone" o PDMS, i dimeticoni sono polimeri a catena lineare, dove il sostituente legato all'atomo di silicio è il metile, con il numero d'unità monomeriche (n) potendo variare fino a migliaia d'unità (tabella 1). La viscosità del PDMS varia in funzione della variazione delle unità monomeriche. Segue la tabella 1., relativa ai valori di viscosità dei polidimetilsilossani basati sul valor approssimato di n.

Il PDMS possiede una tensione superficiale nella fascia di 20 mN/m a 25° Celsius, minore di quella degli oli lubrificanti convenzionali, i quali si incontrano nella fascia approssimativa di 40 mN/m a 25° Celsius. La tensione superficiale è responsabile per la superfìcie soave del liquido; questa superficie è soave perché forze intermolecolari tendono a raggruppare insieme le molecole e all'interno (la tensione superficiale é la spinta nella direzione interna); le particelle del PDMS contenute in sospensione nell'olio principale basico, nell'essere introdotte nel circuito di lubrificazione, sono condotte nella zona d'attrito e al soffrire dell'azione meccanica di sfregamento, vengono laminate {formando il velo) ed inserite nella porosità dei metalli, formando un velo di centesimi di micron. Come detto, il PDMS forma pellicole antiaderenti e chimicamente inerti (non reattive), con coefficienti d'attrito molto bassi, durante lo sfregamento. Realizzazione pratica del trovato: Per formare il velo super lubrificante, il PDMS sfrutta l'olio basico quale veicolo di trasporto di se stesso ed esso sarà addizionato nel carter motore, insieme ad altri oli (quelli basici) per lambire le parti in attrito. In questo modo è necessaria una minima quantità di PDMS per creare il film. Anche se il costo di produzione di lubrificanti siliconici è molto più elevato rispetto alla maggior parte degli altri oli basici, poiché saranno addizionate piccole quantità di PDMS, non aumenterà spropositatamente il costo globale del liquido lubrificante collocato nel motore. In caso di lubrificazione con parametri standard di consumo d'olio (in gergo, i cosiddetti motori che non consumano olio), la formula pratica da seguire, per ottenere quanto sopra enunciato, è l'applicazione del seguente metodo. Supponiamo di avere un carter motore secco (cioè senza lubrificante); s'introduce l'olio basico (sia esso minerale o sintetico) nell'apposita bocca superiore di riempimento, sino a che la cosiddetta astino di livello, non indichi che lo stesso abbia raggiunto il minimo. Poi si aggiunge il PDMS fintanto che l'astina non segni che il liquido interno sia arrivato a metà, tra il minimo ed il massimo. Questo sistema è utilizzato poiché il PDMS possiede la tendenza ad aumentare di volume, per la sua caratteristica d'assorbire gas nei primi cicli di lavoro, per poi cessare. Dopo centinaia di test pratici di strada, possiamo affermare che in queste condizioni, il livello globale del lubrificante non supererà mai il livello massimo sull'astina ed il volume si stabilizzerà, sino al cambio successivo previsto dell'olio. In questo modo il velo super lubrificante è garantito sino ad ogni cambio d'olio e la veridicità del trovato è riscontrabile con l'aumento delle prestazioni del motore o dalla riduzione del consumo di carburante, come da Figura 1.8., che dimostra l'economia; in questo specifico modo di miscelazione, inoltre, avendo un livello di lubrificante entro i parametri tra minimo e massimo, non si comprometterà il rilevamento dei gas da parte delle sonde apposite, con anomale combustioni per eccesso d'oli. Con rif. alla figura 1.8, Si veda la variazione di consumo volumetrico di combustibile, con carico applicato al motore diesel, Marca MWM D229-4, dell'esperimento condotto a banco, presso un accreditato Istituto d'ingegneria meccanica, dove fu osservata una riduzione del consumo volumetrico di combustibile dal 3,9% al 9,7%, con l'utilizzazione dell'olio lubrificante addittivato, nella fascia d'applicazione, del carico investigato. Ciò è ufficialmente documentabile e riprovabile in qualsiasi momento. Fattibilità dell'applicazione industriale: L'elemento PDMS del presente trovato, è disponibile industrialmente con una produzione che fu stimata essere nel 2008 di 4,5 x 10<s>tonnellate; esso sarà usato come additivo lubrificante addizionale, potendo anche essere incluso in lubrificanti già miscelati e pronti, per motori a combustione interna, alimentati a benzina, gasolio, bio-diesel, alcool e gas. La composizione derivata può anche essere utilizzata in lubrificanti per motori a turbina a gas, per fluidi di trasmissioni automatiche, per lubrificanti d'ingranaggi, per compressori, per metallurgia, per fluidi idraulici, per composizioni con grasso e altri lubrificanti. Le conclusioni estratte sono: La composizione lubrificante della presente invenzione si riferisce a una miscela risultante di PDMS/olio organico o sintetico, idonea all'uso in alta temperatura e cioè tra 250° e 280° Celsius. Il lubrificante come appena descritto, prevede l'utilizzo di PDMS con una viscosità da ±50 a ±350 centiStokes a 25° Celsius per i motori a combustione interna e da ±500 a ±1000 centiStokes a 25° Celsius, per i grassi. Il PDMS miscelato ai grasso, permetterà che quest'ultimo non s'indurisca, anche in ambienti esterni. La miscela del nuovo lubrificante, descritto in questo trovato, ha dimostrato che la capacità lubrificante di questa risultante composizione, si deve al fatto che quando il PDMS è in contatto con le superfici metalliche, genera veli di PDMS di spessore fino a 300 pm. La formazione del film lubrificante è stata dimostrata attraverso la tecnica di trasmissione all'infrarosso e riflettanza interna multipla. Conclusione finale: Si stima che un terzo delle risorse energetiche del mondo in uso attuale, sono necessarie per vincere l’attrito in una forma o nell’altra. L'attrito è una delle cause principali di usura e dissipazione d'energia. Un notevole risparmio può essere compiuto con un migliore controllo dell'attrito. Dal punto di vista pratico d'ingegneria, la previsione delle caratteristiche del film lubrificante è veramente importante. Nei motori a iniezione diretta, sia diesel sia benzina, si bruciano molta aria e poco carburante e le temperature medie di lavoro dell'olio sono comunque più elevate che nei motori tradizionali. Conoscere la resistenza dell'olio alla temperatura, alla quale si prevede che debba operare è fondamentale, poiché la viscosità dell’olio è estremamente dipendente dalla temperatura. Per le applicazioni d'ingegneria la viscosità dell’olio è in genere scelta per dare prestazioni ottimali, alla temperatura richiesta. Il dimensionamento dell'accoppiamento pistone/cilindro è un aspetto molto delicato in fase di progettazione ed al giorno d'oggi si disegnano fasce elastiche in grado di lavorare con una bassa pressione dell'olio, proprio per ridurre l'attrito e aumentare l'efficienza del motore; questo tipo di soluzione, però, può portare a maggiori perdite di lubrificante, quando esso non sia in grado di formare un film lubrificante molto resistente alla temperatura e alle sollecitazioni meccaniche. Le fasce elastiche vengono, perciò, spostate sempre più in alto e portano il risultato che l'olio si trova a lavorare sempre più vicino alla camera di scoppio. La formazione del film, quindi, può essere uno dei meccanismi fondamentali per prevenire tassi di taglio estremamente elevati, a livello di interfaccia tra due oggetti rigidi scorrevoli. Sarà possibile costruire motori con basse tolleranze dimensionali, dove l'olio abbia stabilmente formato il velo lubrificante e che possa partecipare con la giusta e stabile viscosità, come una vera e propria "guarnizione fluida", a tenere premute le fasce elastiche contro il cilindro, permettendone il giusto grado di movimento in base alla posizione del pistone stesso e alla relativa fase del motore. Si può nuovamente pensare di collocare fasce elastiche poste non così vicino alla camera di scoppio, per ridurre il consumo di lubrificante. A fronte di quanto sopra elencato, l'oggetto del trovato rappresenta la soluzione ottimale, per la riduzione dell'attrito, in alte temperature. Descrizione dei disegni allegati: I seguenti disegni, dalla Figura 1.4 in avanti, illustrano esempi diversi di esami ottenuti con la tecniche utilizzate. Figura 1.1. Rappresentazione delle possibilità di funzionalizzazione, in un ipotetico silicone reticolato. Figura 1.2. Struttura del PDMS, dove n rappresenta il numero delle unità monomeriche. Figura 1.3. Rappresentazione generica della superficie di ossidi (M rappresenta un atomo di metallo). Figura 1.4. Spettro infrarosso della pellicola di PDMS senza trattamento termico, con 300 mm di spessore, ottenuto dalla MIR. Figura 1.5. Spettro dell'infrarosso del velo di silicone senza trattamento termico, con circa 300 pm di spessore, ottenuto per trasmissione. Figura 1.6. Spettro all'infrarosso di velo di silicone, con circa 300 pm di spessore, dopo il riscaldamento a 280° Celsius, durante 2 ore ed ottenuto per trasmissione. Figura 1.7. Spettro all'infrarosso di velo di PDMS, con circa 300 pm di spessore, dopo il riscaldamento a 250° Celsius, durante due ore ed ottenuto per trasmissione. Figura 1.8. Variazione di consumo volumetrico di combustibile, con carico aplicato al motore diesel, Marca MWM D229-4, dell'esperimento condotto a banco, con e senza l'addittivazione del PDMS.

Claims

Rivendicazioni: 1) Liquido specifico sintetico, addizionabile ad oli basici e liquidi pronti miscelati con il liquido specifico sintetico, per le utilizzazioni di cui al Campo d'applicazione indicato, il liquido PDMS e le miscele pronte con PDMS comprendendo: 2) Liquido specifico sintetico puro PDMS, avente viscosità compresa tra ±50 e ±100 cSt e come da rivendicazione n. 1, addizionabile ad oli minerali e idoneo aH'utilizzo in motori a combustione interna alimentati a benzina, gasolio, bio-diesel, alcool e gas; 3) Liquido specifico sintetico puro PDMS, avente viscosità compresa tra 50 e ±200 cSt e come rivendicazione n, 1, addizionabile ad oli sintetici e idoneo aH'utilizzo in motori a combustione interna alimentati a benzina, gasolio, bio-diesel, alcool e gas; 4) Liquido specifico sintetico puro PDMS avente viscosità compresa tra ±50 e ±350 cSt e come rivendicazione n. 1, addizionabile ad oli sintetici ed idoneo aH'utilizzo in motori con turbina a gas; 5) Liquidi pronti e miscelati, composti da oli sintetici e dal liquido specifico sintetico PDMS, quest'ultimo avente viscosità compresa tra ±50 e ±350 cSt; come rivendicazione n. 4; 6) Liquidi pronti e miscelati, composti da oli minerali e dal liquido specifico sintetico PDMS, quest'ultimo avente viscosità compresa tra ±50 e 100 cSt, come da rivendicazione al punto 2; 7) Liquidi pronti e miscelati, composti da oli sintetici e liquido specifico sintetico PDMS, quest'ultimo avente viscosità compresa tra ±50 e ±200 cSt, come da rivendicazione n. 3; 8) Liquido specifico sintetico puro PDMS avente viscosità compresa tra ±350 e ±1000 cSt, da miscelarsi a grassi, come da rivendicazione n, 1. 9) Grasso già miscelato con liquido specifico sintetico PDMS, quest'ultimo avente viscosità compresa tra ±350 e 1000 cSt, come da rivendicazione al punto 1. 10) Lìquido specifico sintetico PDMS, liquidi e grassi già pronti miscelati con PDMS, come da rivendicazioni ai punti 2/3/4/S/6/7/8/9, che per l'apporto di notevoli riduzioni d'attrito con un conseguente decremento dei consumi di combustibile, una diminuzione dell'inquinamento, un incremento nella durata degli organi in attrito ecc. possano essere denominati quali prodotti "verde/ecologico/green"