Tipo di tesi
Tesi di dottorato di ricerca
Titolo
Innovative Ionic Liquids as friction reducers and antiwear additives for advanced lubricants
Settore scientifico disciplinare
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Corso di studi
SCIENZA DEL FARMACO E DELLE SOSTANZE BIOATTIVE
Parole chiave
- additives
- antiwear
- friction reducers
- ionic liquids
- lubricants
Data inizio appello
16/04/2026
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
16/04/2029
Riassunto (Inglese)
In recent decades, hydrophobic ionic liquids (ILs) have attracted increasing interest as innovative solutions for industrial applications. This project focuses on the design and synthesis of ILs for tribological applications, aiming to develop new additives capable of reducing friction and wear. The synthetic strategies were developed with an industrial scale-up perspective, prioritizing simple procedures, cost-effective materials, and high efficiency. Starting materials were carefully selected from biobased compounds, industrial by-products, and low-toxicity substances, also including commonly used lubricant additives to achieve multifunctionality. The synthesized molecules were structurally characterized by FTIR and NMR spectroscopy, while their thermal behavior and stability were evaluated using TGA and DSC analyses. Hydrophobicity was investigated through more than 1000 solubility tests in various base oils. Tribological results showed excellent friction-reducing properties in MTM tests, with low coefficients of friction, along with a significant reduction in wear observed in four-ball tests. Promising performance was also achieved as extreme pressure additives in SRV FZG simulations. This study demonstrates the possibility of tuning the chemical structure of ionic liquids to obtain sustainable, high-performance additives suitable for industrial applications and advanced lubrication systems.
Riassunto (Italiano)
Negli ultimi decenni, i liquidi ionici (IL) idrofobici hanno suscitato crescente interesse come soluzioni innovative in ambito industriale. Questo progetto riguarda la progettazione e sintesi di IL per applicazioni tribologiche, con l’obiettivo di sviluppare nuovi additivi capaci di ridurre attrito e usura. Le strategie sintetiche sono state sviluppate in ottica di scale-up industriale, privilegiando processi semplici, materiali economici ed elevata efficienza. I reagenti sono stati selezionati tra composti biobased, sottoprodotti industriali e sostanze a bassa tossicità, includendo anche additivi già impiegati nei lubrificanti per ottenere funzionalità multiple. Le molecole ottenute sono state caratterizzate mediante FTIR e NMR, mentre stabilità e comportamento termico sono stati studiati con TGA e DSC. L’idrofobicità è stata valutata attraverso oltre 1000 test di solubilità in diversi oli base. I risultati tribologici hanno evidenziato eccellenti proprietà di riduzione dell’attrito nel test MTM, con bassi valori di coefficiente di attrito. Inoltre, è stata osservata una significativa riduzione dell’usura nel test delle quattro sfere. Prestazioni promettenti sono emerse anche come additivi per pressioni estreme nella simulazione SRV FZG. Questo lavoro dimostra la possibilità di modulare la struttura dei liquidi ionici per ottenere additivi ad alte prestazioni, sostenibili e applicabili su scala industriale.
