Lubrifiants pour l'acier inoxydable

Les lubrifiants à base d'huile minérale protègent les pièces du moteur contre l'usure, et cet effet est renforcé par l'ajout de nanoparticules de polymère à l'huile lubrifiante. Une équipe britannique vient de découvrir que la fonctionnalisation époxy de ces nanoparticules favorise davantage la réduction de la friction sur les surfaces métalliques. Comme le rapporte l'équipe dans la revue Angewandte Chemie, les nanoparticules contenant des groupes époxy adhèrent fortement aux surfaces en acier inoxydable, ce qui entraîne une réduction significative de la friction.

Les moteurs automobiles comprenant des pièces bien lubrifiées consomment moins de carburant, produisent moins d'émissions et souffrent moins d'usure à long terme. L'huile minérale est largement utilisée comme lubrifiant, et les nanoparticules peuvent être préparées directement dans ce solvant à l'aide d'une technique connue sous le nom d'auto-assemblage induit par polymérisation. Le fait de recouvrir la surface des composants métalliques de nanoparticules d'une taille de quelques dizaines de millionièmes de millimètre les protège d'un contact direct.

Csilla György et Steve Armes, de l'université de Sheffield (Royaume-Uni), ont conçu des nanoparticules "velues" comprenant des chaînes de poly(laurylméthacrylate) solubles dans l'huile et un noyau nanoparticulaire insoluble dans l'huile. Ces nanoparticules ont été rendues fortement adhésives aux surfaces métalliques en introduisant des groupes époxy dans les "poils" par copolymérisation du méthacrylate de lauryle avec du méthacrylate de glycidyle, un monomère à fonction époxy.

L'équipe a constaté que les nanoparticules contenant de l'époxy réagissaient avec les groupes hydroxy situés à la surface de l'acier inoxydable. Cette réaction a entraîné une forte adhésion des nanoparticules, un phénomène connu sous le nom d'adsorption chimique. L'existence ou non d'une adsorption chimique dépendait de l'emplacement précis des groupes époxy. "À notre grande surprise, l'introduction d'un nombre beaucoup plus important de groupes époxy dans le cœur des nanoparticules n'a eu aucun effet bénéfique", explique M. Armes.

Les nanoparticules adsorbées réduisent considérablement la friction, comme l'a découvert l'équipe de Sheffield en menant des études tribologiques en collaboration avec des scientifiques de Lubrizol, une société d'additifs pour huile moteur basée au Royaume-Uni. "Il est remarquable que les nanoparticules adsorbées soient restées intactes sur la surface de l'acier inoxydable après ces expériences, qui ont été menées à la température de fonctionnement typique d'un moteur à combustion interne", ajoute M. Armes.

Ces nanoparticules fonctionnalisées à l'époxy pourraient donc signifier un nouveau bond en avant dans les performances des additifs lubrifiants pour les formulations d'huile moteur de la prochaine génération.