Ionische Flüssigkeiten sind unbrennbar und besitzen nur einen sehr geringen Dampfdruck. Einige ionische Flüssigkeiten zeichnen sich zudem durch eine hohe thermische und chemische Stabilität, eine hohe Oberflächenspannung sowie durch interessante rheologische, tribologische und korrosionsinhibierende Eigenschaften aus. Die Tendenz zur Kavitation ist für ionische Flüssigkeiten signifikant geringer als für andere Materialien. Daher sind ionische Flüssigkeiten generell interessante Substanzen für die Schmiermitteltechnologie.[1]
Bei der Bewegung von zwei Bauteilen relativ zueinander laufen eine Vielzahl von Prozessen ab (Abbildung 1). Die Aufgabe eines Schmiermittels ist es hierbei die Reibung zwischen den Bauteilen und damit den Verschleiß der Bauteile zu minimieren.
Abbildung 1: Modellhafte Darstellung der Reibung zwischen zwei Oberflächen (a: Bindungsspaltung durch Abscherung, b: Orientierung der Moleküle, c: Aktivität einer naszierenden Oberfläche, d: Exo-Elektron, e: Reibungswärme).
Die Qualität eines Schmiermittels wird u. a. durch seine Viskosität und seine Gleiteigenschaften bestimmt.[2] Diese Eigenschaften werden bei ionischen Flüssigkeiten durch die Struktur der Kationen und Anionen beeinflusst. So besitzen beispielsweise ionische Flüssigkeiten mit Phosphonium-Kationen bessere tribologische Eigenschaften als ionische Flüssigkeiten mit Ammonium- und Sulfonium-Kationen.[3] Zudem führen langkettige Alkylsubstituenten zu einer Verbesserung der tribologischen Eigenschaften. Leider wird die Thermostabilität der ionischen Flüssigkeiten durch Verlängerung der Alkylkettenlänge verringert, so dass je nach Anwendung abzuwägen ist, ob eine Verlängerung der Alkylketten sinnvoll ist.
Hydrophobe ionische Flüssigkeiten besitzen im Allgemeinen bessere tribologische Eigenschaften als hydrophile ionische Flüssigkeiten. Daher sind ionische Flüssigkeiten mit hydrophoben Anionen wie z. B. Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide besonders gut als Schmiermittel geeignet[4]
Interessante Anwendungen für ionische Flüssigkeiten sind Spezialschmiermittel wie Vakuumschmierstoffe und Hochtemperaturschmierstoffe.[5] So konnte beispielsweise in Motoren der Verschleiß bei der Reibung von Kolbenringen gegen die Kolbenfläche durch Verwendung von ionischen Flüssigkeiten im Vergleich zu herkömmlichem 15W14 Dieselmotoröl deutlich reduziert werden.[6]
Die Firma IOLITEC gehört seit Jahren zu den weltweit führenden Anbietern ionischer Flüssigkeiten und bietet eine Reihe von ionischen Flüssigkeiten an, die als reine Schmiermittel verwendet werden können. Ionische Flüssigkeiten von der Firma IOLITEC zeichnen sich aufgrund unserer optimierten Qualitätskontrolle durch eine hohe Qualität und Reinheit aus. Unsere hohe Flexibilität ermöglicht uns zudem eine schnelle Reaktion auf Kundenwünsche. Bei Interesse an ionischen Flüssigkeiten wenden Sie sich bitte an uns ( info@iolitec.de). Wir beantworten Ihnen Ihre Fragen gerne und unterstützen Sie bei der Auswahl geeigneter ionischer Flüssigkeiten. Sollten Sie an ionischen Flüssigkeiten interessiert sein, die Sie nicht in unserem Produktkatalog finden können, erstellen wir Ihnen auch gerne ein Angebot für Kundensynthesen.
[1] www.iolitec.de
[2] I. Minami Molecules, 2009, 14, 2286.
[3] R. Lu, H. Nanao, K. Kobayashi, T. Kubo, S. Mori J. Jpn. Petrol Inst., 2010, 53, 55.
[4] T. Itoh, N. Watanabe, K. Inada, A. Ishioka, S. Hayase, M. Kawatsura, I. Minami, S. Mori Chem. Lett., 2009, 38, 64.
[5] M.-D. Bermúdez, A.-E. Jiménez, J. Sanes, F.-J. Carrión Molecules, 2009, 14, 2888.
[6] J. Qu, P. J. Blau, S. Dai, H. Luo, H. M. Meyer III Tribol. Lett., 2009, 35, 181.
Text: Dr. Maria Taige, IOLITEC GmbH, 2012.
[II. B3]