Sciences of Europe No 69 (2021) Vol 1

1. VOL 1, No 69 (2021)
Sciences of Europe
(Praha, Czech Republic)
ISSN 3162-2364
The journal is registered and published in Czech Republic.
Articles in all spheres of sciences are published in the journal.
Journal is published in Czech, English, Polish, Russian, Chinese, German and French, Ukrainian.
Articles are accepted each month.
Frequency: 24 issues per year.
Format - A4
All articles are reviewed
Free access to the electronic version of journal
All manuscripts are peer reviewed by experts in the respective field. Authors of the manuscripts bear responsibil-
ity for their content, credibility and reliability.
Editorial board doesn’t expect the manuscripts’ authors to always agree with its opinion.
Chief editor: Petr Bohacek
Managing editor: Michal Hudecek
• Jiří Pospíšil (Organic and Medicinal Chemistry) Zentiva
• Jaroslav Fähnrich (Organic Chemistry) Institute of Organic Chemistry and Biochemistry
Academy of Sciences of the Czech Republic
• Smirnova Oksana K., Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Department of History
(Moscow, Russia);
• Rasa Boháček – Ph.D. člen Česká zemědělská univerzita v Praze
• Naumov Jaroslav S., MD, Ph.D., assistant professor of history of medicine and the social
sciences and humanities. (Kiev, Ukraine)
• Viktor Pour – Ph.D. člen Univerzita Pardubice
• Petrenko Svyatoslav, PhD in geography, lecturer in social and economic geography.
(Kharkov, Ukraine)
• Karel Schwaninger – Ph.D. člen Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava
• Kozachenko Artem Leonidovich, Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Department
of History (Moscow, Russia);
• Václav Pittner -Ph.D. člen Technická univerzita v Liberci
• Dudnik Oleg Arturovich, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, De-
partment of Physical and Mathematical management methods. (Chernivtsi, Ukraine)
• Konovalov Artem Nikolaevich, Doctor of Psychology, Professor, Chair of General Psy-
chology and Pedagogy. (Minsk, Belarus)
«Sciences of Europe» -
Editorial office: Křižíkova 384/101 Karlín, 186 00 Praha
E-mail: info@european-science.org
Web: www.european-science.org

2. CONTENT
CHEMICAL SCIENCES
Bagdasarov L., Mikhailov E.
OVERVIEW OF MODERN WORKS IN THE FIELD OF
LUBRICANTS PRODUCTION .........................................3
MEDICAL SCIENCES
Efimova E., Fedorov S., Efimov Yu.
DEPENDENCE OF THE DENTAL AND BASAL ARCHES
DEPTH FROM CRANIOTYPE .......................................19
Kurylenko T.
THE IMPORTANCE OF NURSES IN THE
REHABILITATION PROCESS OF COMBATANS.............23
TECHNICAL SCIENCES
Akhmedov Kh., Egorov A.
INCREASING OF TECHNOLOGICAL EFFICIENCY OF
EXTERNAL STRUCTURES IN BUILDINGS.....................29
Shodmanov J., Boymirzaev A.
ION CROSS-LINKED DOUBLE NETWORK GELLAN GUM
GEL POLYMER ELECTROLYTE FOR FLEXIBLE
SUPERCAPASITORS....................................................32
Vlasov A., Vlasova V.,
Ponomareva M., Vlasov V.
SYNTHETIC HIGH POLYMER DIELECTRICS. VECTOR
REACTORS .................................................................44
Dorofeev D.
MODELING THE SATURATION EFFECT OF THE
MAGNETIC CORE OF A POWER TRANSFORMER AND
ITS EFFECT ON THE CHARACTERISTICS OF CONSUMER
ELECTRICITY...............................................................50
Fatkhullaev A., Iskandarov Z.,
Abdumalikov I., G‘afurov J.
AN INNOVATIVE LOCAL TOPINAMBUR PLANT FOR
USE IN FOOD .............................................................58
Gadzhialieva I., Lyubitsky A.,
Lyubitsky M., Topchiev A., Chebanov K.
APPLICATION OF MODERN ELECTRIC CYLINDERS IN
THE MANAGEMENT OF HYDROPOWER EQUIPMENT
...................................................................................61
Denysiuk S., Derevianko D., Vasylenko V.
THE USE OF TECHNOCENOLOGICAL APPROACH IN
DECISION MAKING FOR ENERGY EFFICIENCY
MEASURES IMPLEMENTATION IN BUILDINGS AND
STRUCTURES..............................................................65

3. Sciences of Europe # 69, (2021) 3
CHEMICAL SCIENCES
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ПРОИЗВОДСТВА СМАЗОЧНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Багдасаров Л.Н.
к.т.н., доцент
Михайлов Э.Р.
магистрант
кафедра химии и технологии смазочных материалов и химмотологии
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
OVERVIEW OF MODERN WORKS IN THE FIELD OF LUBRICANTS PRODUCTION
Bagdasarov L.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
Mikhailov E.
Master's Student
Department of Chemistry and Technology of Lubricants and Chemmotology
Gubkin Russian State University of Oil and Gas (NRU)
DOI: 10.24412/3162-2364-2021-69-1-3-18
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрены современные разработки в области замены традиционных зольных при-
садок и нефтяных базовых масел на наночастицы и модифицированные растительные масла. Произведено
сравнение свойств сопоставимых смесей по эксплуатационным свойствам, а также рассмотрен вопрос вза-
имодействия растительных компонентов и наночастиц при введении в традиционные смазочные масла.
ABSTRACT
This article discusses current developments in the field of replacing traditional ash additives and petroleum
base oils with nanoparticles and modified vegetable oils. The properties of comparable mixtures in terms of per-
formance properties are compared, and the interaction of plant components and nanoparticles when introduced
into traditional lubricating oils is considered.
Ключевые слова: сложноэфирные масла, нефтяные масла, базовые растительные масла, трибология,
наночастицы.
Keywords: ester oils, petroleum oils, base vegetable oils, tribology, nanoparticles.
ВВЕДЕНИЕ
Основными вопросами применения и произ-
водства смазочных материалов являются решение
экологических вопросов при производстве, эксплу-
атации и утилизации смазочных материалов и уве-
личение срока службы одной загрузки смазки.
Производство базовых масел становится более
экологичным при замене сольвентных технологий
на гидрогенезационные процессы. Однако синтети-
ческие смазочные масла подобно нефтяным не об-
ладают биоразлагаемостью. Данную проблему
можно решить применением природного сырья для
производства масел и смазок, например, использо-
ванием растительных масел. Смазочные масла яв-
ляются смесью базовой основы и присадок, обеспе-
чивающих необходимый уровень эксплуатацион-
ных свойств, но большинство из них содержат
атомы металлов, серу и фосфор, а базовые масла со-
держат арены и гетероатомные соединения. После
потери эксплуатационных свойств отработанную
смазку нужно утилизировать. В зависимости от
сферы применения в них накапливаются продукты
износа и остатки присадок, а в пластичных смазках
еще и загуститель с наполнителями. Захоронение
отработанных смазочных материалов ведет к разру-
шению биоценозов и отравлению почвы и атмо-
сферы. Современные промышленные методы поз-
воляют только отфильтровать механические при-
меси и удалить воду связанную и свободную из ма-
сел. Применение растительных базовых масел и
поиск беззольных биоразлагаемых эффективных
присадок смогли бы снизить нагрузку на экологию
от производства и применения различных смазоч-
ных материалов.
В данной статье произведен обзор современ-
ных разработок в области применения смазочных
материалов на растительной основе и применение
наночастиц в качестве присадок, а также сравнение
экологичных композиций с традиционными.
1 Применение смазочных материалов на ос-
нове растительных и современных синтетических
масел
В статье [1, с 1-10] исследователи изучали вли-
яние сложных эфиров триметилолпропана и пен-
таэритрита, полученных из растительного сырья
(таману), на свойства готового мотоциклетного
масла. Товарным базовым смазочным маслом в
настоящем исследовании выступало моторное
масло Racer 4 (SM grade four stroke motor bike engine
oil), содержащее добавки на основе цинка и фос-
фора. Элементный анализ приведен в таблице 1.

4. 4 Sciences of Europe # 69, (2021)
Таблица 1
Элементный анализ сформулированной промышленной смазки
Элемент Метод испытания Количество
Кальций, мг / кг ASTM D5185 1862
Цинк, мг / кг ASTM D5185 1037
Фосфор, мг / кг ASTM D5185 946
Сера, мас.% ASTM D4951 0.286
Биолубриканты на основе эфиров Тримети-
лолпропана (ТМП) и Пента-эритрита (ПЭ) смеши-
вали с моторным маслом в количестве 10, 15, 20 и
25% об. После смешивания смесь перемешивали в
течение 5 мин в ультразвуковой ванне дисперга-
торе для получения равномерной дисперсии.
Далее были произведены измерения физико-
химических показателей чистых эфиров, товарного
масла и их смесей. Результаты представлены в таб-
лицах 2 и 3.
Далее были произведены трибологические ис-
пытания на четырехшариковой машине трения
(ЧШМ) в условиях, схожих с ГОСТ 9490-75.
Таблица 2
Физико-химические свойства смесей сложных эфиров TMP и товарного масла
№ Свойства Метод
Эфиры
ТМП
Моторное
масло SM
Масло
SM +
10% эфир
ТМП
Масло
SM +
15% эфир
ТМП
Масло
SM +
20% эфир
ТМП
Масло
SM +
25% эфир
ТМП
1
Кислотное
число
(мгКОН/г)
ASTM
D664 0.22 1.05 0.99 0.95 0.97 0.93
2
Вязкость при
40 °C (мм2
/с)
ASTM
D2245
17.52 137.22 124.33 118.85 112.98 107.11
3
Вязкость при
100 °C
(мм2
/с)
ASTM
D2245 4.71 15.72 14.42 13.68 12.91 12.24
4
Индекс вяз-
кости
ASTM
D2270
207.6 120 116 112 108 104
5
Коррозия
медной пла-
стинки
ASTM
D130 1b 1А 1А 1А 1А 1b
Таблица 3
Физико-химические свойства смесей сложных эфиров ПЭ и товарного масла
№ Свойства
Ме-
тоды
Эфир
ПЭ
Моторное
масло SM
Масло
SM +
10% эфир
ПЭ
Масло
SM +
15% эфир
ПЭ
Масло
SM +
20% эфир
ПЭ
Масло
SM +
25% эфир
ПЭ
1
Кислотное число
(мгКОН/г)
ASTM
D664
0.28 1.05 0.99 0.95 0.97 0.93
2
Вязкость при 40
°C (мм2
/с)
ASTM
D2245
23.85 137.22 124.33 120.21 114.5 108.87
3
Вязкость при 100
°C (мм2
/с)
ASTM
D2245
6.68 15.72 14.81 14.36 13.91 13.46
4 Индекс вязкости
ASTM
D2270
263 120 119 117 116 111
5
Коррозия медной
пластинки
ASTM
D130
1b 1А 1А 1А 1А 1b

5. Sciences of Europe # 69, (2021) 5
По результатам трибологических испытаний
были сделаны следующие выводы:
1. Добавление 100% длинноцепочечных ПЭ-
эфиров и ТМП-эфиров к товарному маслу в коли-
честве 10-15 об.% улучшало трибологические свой-
ства, не влияя на физико-химические свойства.
2. Заметное снижение коэффициента износа и
трения поверхностей обусловлено добавлением в
масла эфиров ПЭ и ТМП.
3. Противозадирные свойства также повыси-
лись нагрузка сваривания и индекс задира.
4. Для достижения наилучших результатов
содержание эфиров должно быть ниже 20% для
смазочных смесей на основе эфиров ПЭ и 15% для
смазочных смесей на основе эфиров ТМП.
5. Увеличение содержания эфиров приведет к
снижению вязкости и индекса вязкости, что повле-
чет несвоевременный выход из строя моторного
масла.
6. Металлографические исследования пока-
зывают синергизм между сложными эфирами и до-
бавками в товарном масле, что приводит к повыше-
нию эффективности товарно – биолубрикантных
смесей.
В статье [2, с. 1-35] был изучен вопрос влияния
длины углеводородных радикалов в сложных эфи-
рах пентаэритрита и триметилолпропана на трибо-
логические свойства.
Кривые Стрибека были получены для ряда ба-
зовых масел со специфической молекулярной
структурой, чтобы понять влияние молекулярной
структуры на трение. В то время как изменения мо-
лекулярной структуры влияют на вязкость жидко-
сти, базовые масла также испытывались с той же
вязкостью, изменяя температуру каждого теста. Ре-
зультаты показали, что молекулярная структура
оказывает существенное влияние на измеряемое
трение во всех режимах смазки. Поведение вязко-
сти соответствует ожидаемому, увеличение вязко-
сти приводит к увеличению трения, так как жид-
кость с более высокой вязкостью обладает боль-
шим сопротивлением сдвигу. После того, как
вязкость была исключена в качестве переменной
путем построения кривых Стрибека против числа
Херси и проведения испытаний на износ при той же
вязкости, были исследованы первые две молеку-
лярные переменные: влияние длины цепи и влия-
ние числа сложноэфирных групп на трение. Было
показано, что трение уменьшается во всех режимах
смазки по мере увеличения длины цепи. Увеличи-
вается и за счет увеличения числа сложноэфирных
групп, что, скорее всего, связано с тем, что более
крупные молекулы способны более эффективно
упаковывать и разделять контактирующие поверх-
ности. Большие цепи могут лучше разделять по-
верхности, так как они занимают больше места,
обеспечивая тем самым улучшенную поддержку,
но это часто может сопровождаться повышенным
трением, если более крупные молекулы испыты-
вают большие трудности с перемещением, то это
может маскировать этот эффект. Было также заме-
чено, что количество сложноэфирных групп потен-
циально оказывает большее влияние на трение, что
длина цепи заместителя в качестве базовых масел
пентаэритрита сходится при сравнении при одной и
той же температуре, но эфиры ТМП и базовое
масло остаются разделенными. Это позволило
предположить, что базовые масла пентаэритрита
ведут себя схожим образом при высоких скоростях
уноса, независимо от их разницы в длине цепи.
Кроме того, был исследован эффект молекулярного
разветвления, который показал, что трение увели-
чивается по мере увеличения доли разветвления на
сложноэфирных заместителях.
Следовательно, включение разветвленных бо-
ковых цепей предотвращает упаковку более круп-
ных молекул, что приводит к увеличению стериче-
ских помех по мере того, как молекулы становятся
длиннее с большим разветвлением, что приводит к
увеличению трения.
В целом, эти результаты согласуются с литера-
турными данными в том, что низкому трению спо-
собствуют более длинные линейные цепи, увеличе-
ние числа сложноэфирных групп (внутри сложного
эфира полиола) и поддержание линейной моле-
кулы. Ветвление приводит к образованию более
объемной молекулы, что приводит к высокому тре-
нию, в то время как увеличение длины цепи и коли-
чества сложноэфирных групп увеличивает размер
молекулы, молекула остается линейной и гибкой,
что приводит к повышению несущей способности и
эффективности упаковки, что снижает трение.
В данной статье [3, с. 100480] исследователи
сосредоточились на химической модификации и
получении смазочных материалов на биологиче-
ской основе из касторового, пальмового и кокосо-
вого масел путем переэтерификации и добавления
специальных присадок.
По своей природе растительные масла – ис-
ключительно триглицериды жирных кислот, то
есть полярные соединения, обладающие большим
сродством к металлу, чем углеводороды, рисунок 1.

6. 6 Sciences of Europe # 69, (2021)
Рисунок 1 – Адгезия растительных и углеводородных масел на металле
Однако растительные масла имеют связанные
с ними недостатки, которые должны быть преодо-
лены, как правило, путем модификации. Решения
некоторых из этих недостатков включают переэте-
рификацию, смешивание с синтетическими эфи-
рами, смешивание с добавками, переэтерификация
различными полиолами, ацетилирование по двой-
ной связи, ферментативный синтез и смешивание с
другими маслами для улучшения антиокислитель-
ных и других свойств масел. В связи с этим в дру-
гих исследованиях рассматривалась переэтерифи-
кация с диолами и полиолами, такими как эти-
ленгликоль и триметилолпропан, для повышения
термической и окислительной стабильности полу-
чаемой смазки на биологической основе. Однако
эти спирты, как сообщается, очень токсичны для
людей, домашних животных и других животных.
Так, пероральные летальные дозы (LD 50) эти-
ленгликоля и триметиолпропана составляют 1,4
мл/кг (1400-1600 мг/кг у человека) и 13700-14100
мг/кг (у мыши и крысы) соответственно. Между
тем, масло может быть переэтерифицировано с ис-
пользованием KOH/CH3OH в качестве катализа-
тора, после чего другие менее токсичные соедине-
ния могут быть использованы для улучшения фи-
зико-химических свойств растительного масла в
смазочные материалы на биологической основе,
рисунок 2.
Рисунок 2 – Схема реакции переэтерификации

7. Sciences of Europe # 69, (2021) 7
Данное исследование было сосредоточено на
потенциале касторового, пальмового и кокосового
масел в качестве биосодержащих базовых масел пу-
тем химической модификации и рецептуры. Масла
сначала подвергались переэтерификации с после-
дующим добавлением специальных присадок (по-
нижающих температуру застывания, модификато-
ров вязкости и антиокислительных присадок) для
получения смазочных материалов. Индексы вязко-
сти (VI), щелочные числа (TBN), температуры
вспышки (FP), температуры застывания (PP), эле-
ментные составы масел и соответствующих им мо-
дифицированных смазочных материалов на биоло-
гической основе также были исследованы и срав-
нены с товарным моторным маслом SAE 40.
В таблице 4 приведены средние кинематиче-
ские вязкости и показатели вязкости растительных
масел и соответствующих им смазочных материа-
лов на биологической основе при 40℃ и 100℃ .
Смазка касторового масла имела температуру са-
мые высокие вязкости (208,39 мм2
/с, 16,47 мм2
/с),
за которыми следуют товарные моторные масла,
пальмовое масло и кокосовое масло. Более высокая
вязкость касторового масла может быть объяснена
большим количеством рицинолевых кислот (90%) в
касторовом масле.
Таблица 4
Результаты измерения вязкости
Образец масла
Параметр
ν40,°С ν100,°С ИВ
Касторовое масло 250,24 19,45 88
Касторовое масло модифицированное 208,39 16,47 79
Кокосовое масло 26,58 5,83 172
Кокосовое масло модифицированное 42,43 10,11 237
Пальмовое масло 29,46 6,30 173
Пальмовое масло модифицированное 58,49 11,00 217
Товарное моторное масло SAE 40 170,45 15,00 98
Вязкость смазки из касторового масла была
сравнима с SAE картера 50, в то время как вязкость
смазки из пальмового масла и смазки на основе ко-
косового масла была сравнима с SAE 20. Это ука-
зывает на то, что при рабочих температурах 40 и
100 ℃ модифицированное касторовое масло может
обеспечить лучшую толщину пленки между сколь-
зящими поверхностями, чем товарное моторное
масло SAE 40. Этот результат согласуется с другой
литературой, в которой сообщалось, что смазочные
материалы на биологической основе обеспечивают
лучшую смазывающую способность и вязкость,
чем их аналоги. И наоборот, смазка из кокосового
масла и пальмового масла имела заметное увеличе-
ние показателей вязкости с 172 до 237 и с 173 до
217 (рисунок 3), что указывает на 37,8%, а также
улучшение на 25,4%, соответственно. Эти показа-
тели вязкости были намного выше, чем у сравнива-
емого товарного масла, которое имело индекс вяз-
кости 98. Исходя из показателей вязкости, можно
предположить, что кокосовое и пальмовое масла
обладают большей устойчивостью к изменению
вязкости, чем товарное моторное масло при воздей-
ствии различных температур.

8. 8 Sciences of Europe # 69, (2021)
Рисунок 3 – Индекс вязкости разных базовых масел, согласно таблице 4
Из этого превосходного свойства можно пред-
положить, что молекулярная масса кокосового
масла и пальмового масла более стабильна при раз-
личных температурах нагрева, чем у товарного мо-
торного масла. Это согласуется с тем, что термиче-
ская стабильность масла Моринги составляет 425-
450℃. Возможно, некоторые масла из растений мо-
гут быть стабильны при более высоких температу-
рах.
На рисунке 4 показано изменение щелочного
числа базовых растительных масел после введения
присадок. Пальмовое масло показало самое высо-
кое щелочное число из всех масел на биологиче-
ской основе (8,94 мг КОН/г). Данный эксперимент
был повторен, чтобы подтвердить эту крайнюю вы-
соту, и результат был похож. Щелочное число то-
варного масла составляет 3,54мгКОН/г. Оптималь-
ным считается значение от 7 до 11.
Рисунок 4 – Щелочные числа базовых масел

9. Sciences of Europe # 69, (2021) 9
Введение депрессорных присадок в раститель-
ные базовые масла позволяет значительно снизить
температуру застывания. Температура застывания
касторового масла, кокосового масла и пальмового
масла улучшилась на 66,7%, 181,3% и 179,6% соот-
ветственно, рисунок 5. Температура застывания
всех масел и соответствующих им смазочных мате-
риалов на биологической основе была выше, чем у
сравниваемого товарного моторного масла с темпе-
ратурой застывания -62°С.
Рисунок 5 – Изменение температуры застывания базовых масел после введения депрессоров
В статье [4, с 21-26] изучена термоокислитель-
ная стабильность различных растительных масел,
используемых для производства выдержанных ви-
дов Пиропий Лавра в Корее (при высокой темпера-
туре – 300°С); проведено исследование с целью
установления срока хранения выдержанных про-
дуктов лавра. В этом исследовании были исследо-
ваны изменения в кунжутном масле, масле рисовых
отрубей, рапсовом масле, оливковом масле, под-
солнечном масле и масле периллы в процессе обра-
ботки. Исследование подтвердило, что высокотем-
пературная обработка индуцировала термическое
окисление этих растительных масел. В другом об-
зоре [5, с. 1478–1490] исследована стабильность не-
которых пищевых масел, подвергнутых продолжи-
тельной термической деструкции. Сравнивались
свойства масла комелии, арахисовое масло и паль-
мовое масло, такие как состав жирных кислот, со-
став токоферола, общая окислительная ценность
(TOTOX), ρ-анизидин, пероксидное число, йодное
и кислотное числа. При этом камелиевое масло
имеет наименьшее изменение в своем жирнокис-
лотном составе по сравнению с другими маслами,
окислительная стабильность масел находилась в
следующем порядке: камелия > пальмовое масло >
арахисовое масло, в то время как картина деграда-
ции их компонентов токоферолов была:
δ-токоферол > > > ɣ-токоферол >>>> α-токофе-
рол.
Была оценена стабильность оливкового масла,
содержащего 0,50 – 10% инкорпорированного с
фруктовым маслом фисташки хинджук (PKFO) при
170°C в течение 8 часов, и было выявлено, что
оливковое масло, инкорпорированное с 0,50%
PKFO, было наиболее стабильным с последующим
100ppm тетра-бутилгидрохинон-TBHQ [6, с. 3256–
3265]. Кроме того, было проведено сравнение окис-
лительной прочности масел в постоянных условиях
варки и подтверждено, что параметры окисляемо-
сти, связанные с компонентами жирных кислот, яв-
ляются определяющими факторами окислительной
стабильности. Это исследование показало, что со-
держание токоферола в маслах будет ключевым

10. 10 Sciences of Europe # 69, (2021)
фактором, влияющим на их окислительную ста-
бильность, если исследуемые масла будут иметь
сходные значения окисляемости.
В статье [7, с. 106390] исследована способ-
ность масла обеспечивать смазку деталей в режиме
масляного голодания из-за утечки.
Потеря смазки (LOL) приводит к преждевре-
менному выходу из строя зубчатых и подшипнико-
вых узлов коробки передач. Трансмиссионные си-
стемы винтокрылых машин, которые страдают от
LOL, очень неустойчивы из-за высокой скорости
(20000 об/мин) и высокой нагрузки (1700 кВт) кон-
тактов, которые значительно увеличивают частоту
отказов вплоть до полного разрушения винтокры-
лого аппарата. В данной статье рассматривается
влияние состава смазочного масла на сохранность
деталей в режиме граничного трения.
В этой работе были рассмотрены три синтети-
ческих смазочных масла на основе эфиров, одно по-
лиальфаолефиновое (ПАО), смешанное со слож-
ными эфирами и маслами гидрокрекинга, и одно
смазочное масло на нефтяной основе, все содержа-
щие различные пакеты присадок, были оценены на
предмет их эффективности как в режиме гидроди-
намической смазки, так и в режиме граничного тре-
ния для их применения в трансмиссии винтокры-
лых машин. Смазочные масла были названы как
три турбинных масла (Масла A, B и C), одна как
масло для автоматических трансмиссий (масло D) и
одно моторное масло (Масло E). В таблице 5 пред-
ставлены физико-химические свойства масел.
Таблица 5
Физико-химические свойства масел
Смазочные материалы Масло А Масло B Масло C
Масло
D
Масло Е
Физические свойства
Единица из-
мерения
MIL-PRF
23699
MIL-PRF
23699
DOD-PRF-
85734A
SAE-
70W-80
SAE-
10W-40
Плотность при 15°C г/см3 1.00 1.00 0.99 0.83 0.86
Кинематическая вяз-
кость при 40°C мм2
/с
25.4 27.8 26.8 39.3 93.8
Кинематическая вяз-
кость при 100°C мм2
/с
4.96 5.36 5.27 7.68 14.5
Индекс вязкости 122 130 132 170 159
Химический состав
Фосфор (Р) ppm 2400 2400 900 340 1000
Сера (S) ppm <10 <10 <10 800 4600
Цинк (Zn) ppm – – – <10 1200
Кальций (Ca) ppm <5 <5 <5 50 3300
Кремний (Si) ppm <10 <5 <10 <5 <5
Результаты показывают, что масло е (моторное
масло) имеет наибольшую несущую способность и
наименьший износ, тем самым превосходя другие
смазочные масла, как показано на рисунке 6 и в таб-
лице 6. Наименьшая несущая способность и высо-
кий износ наблюдались для масел D (ATF), реги-
стрирующих только половину характеристик масел
E, соответствующих их уровням вязкости (таблица
5). Несмотря на более высокую вязкость, чем масла
А, В и С, производительность масла D при недоста-
точной смазке отрицательна. Кроме того, в усло-
виях масляного голодания масло D, содержащее от-
носительно низкое содержание фосфора, сильно
разрушилось, показав более широкое и глубокое
пятно износа, чем другие смазочные масла, как по-
казано на рисунке 7. В отличие от этого, высоко-
фосфорсодержащие турбинные масла (масла А и В)
недостаточно улучшают износостойкость и/или не-
сущую способность. Однако масло С с умеренным
и сопоставимым количеством фосфора с маслом е
показало относительно лучшие результаты среди
турбинных масел, показав несколько улучшенную
несущую способность и износостойкость. Кроме
того, масло Е также содержит высокие концентра-
ции других присадочных элементов (серы, цинка,
кальция), чтобы выдержать экстремальное давле-
ние и минимизировать абразивный износ при кон-
такте.

11. Sciences of Europe # 69, (2021) 11
Рисунок 6 – Результаты испытаний на трибометре Брюггера показывают несущую способность иссле-
дуемых масел
Рисунок 7 – 3D оптические измерения методом конфокальной микроскопии эллиптических шрамов из-
носа на цилиндрических стальных образцах, испытанных с использованием а) масла а, б) масла В, в)
масла С, г) масла D и д) масла Е.

12. 12 Sciences of Europe # 69, (2021)
Таким образом, эксперименты на трибометре
Брюггера выявили корреляцию между трибологи-
ческими результатами и химией смазочных матери-
алов, в частности противоизносных присадок.
Таблица 6
Глубина износа и объемы износа, полученные
на цилиндрических образцах испытанием исследуемых масел по Брюггеру
Смазочные
Масла
Длина диагонали
(мм) Грузоподъемность
(Н/мм2
)
Глубина износа
(x10-3
мм)
Объем износа
(мм3
)
a b
Масло А 3.97 5.07 25.30 232 1.61
Масло В 3.96 4.95 26.24 224 1.64
Масло С 3.82 4.84 27.52 223 1.49
Масло D 4.55 5.61 19.95 305 2.88
Масло Е 3.24 4.17 37.72 156 0.74
Далее исследователями были проведены испы-
тания на изменение фрикционных свойств системы
трения, рисунок 8. Фрикционное поведение смазоч-
ных материалов не показывает резких изменений
трения после стадии обкатки (отключения подачи
масла), указывающих на то, что контакт имеет не-
которую остаточную смазочную пленку и/или об-
разование трибопленки.
Но постепенное увеличение коэффициента
трения наблюдается с течением времени (особенно
для масла С) до резкого повышения, когда кон-
такты голодают без смазки и вызывают истирание.
Уровень трения для турбинных масел (Масла А, В
и С) был ниже, чем для масла D и масла Е; самое
высокое трение было зафиксировано для масла D
(ATF) около 0,13 во время работы на ступени. По-
сле стадии обкатки значения коэффициента трения
постепенно увеличивались, демонстрируя сходные
тенденции для масла D и масла E, но смазочная
пленка разрывается гораздо раньше для масла D,
чем для масла E. Менее стойкая природа масляной
пленки, образованной маслом D, возможно, обу-
словлена меньшим количеством фосфора, чем в
других смазочных маслах (таблица 5) для прочной
защиты контакта.
Рисунок 8 – Эволюция коэффициента трения от каждого масла
Далее было проведено испытание на продолжительность смазки после прекращения подачи масла в
узел, результаты представлены на рисунке 9.

13. Sciences of Europe # 69, (2021) 13
Рисунок 9 – Время до отказа (время до начала истирания) после отключения подачи смазки
В данной работе исследователями было пока-
зано, что в условиях граничной смазки наибольшей
несущей способностью обладают масла на нефтя-
ной основе. Причиной этого может быть большее
содержание присадок, улучшающих трибологиче-
ские свойства масел. Также нефтяное масло не со-
держит сложных эфиров, поэтому эффект Ребин-
дера не наблюдается, что в условиях граничного
трения снижает износ, поскольку без эфиров раз-
мягчения поверхности деталей не происходит.
2 Применение наночастиц в качестве присадок
Слоистая наночастица борной кислоты (БК)
рассматривалась как перспективная "зеленая" сма-
зочная добавка, благодаря своей биорастворимо-
сти. Однако неясный механизм смазки и плохая
стабильность дисперсии вызывают серьезные опа-
сения для практического применения. Здесь [8, с.
106909] с использованием масштабируемой страте-
гии были изготовлены высокодисперсные алкил-
функционализированные наночастицы БК разме-
ром около 100 нм. Коэффициент трения достиг при-
мерно 0,11 с добавлением наночастиц БК, что при-
мерно на 30% ниже, чем у базового масла (0,16).
Трибологические испытания показали, что сниже-
ние износа достигло 40%, а граница потери несу-
щей способности была улучшена примерно в 3 раза.
Исследование механизма смазки методом молеку-
лярно-динамического моделирования (МД) пока-
зывает, что молекулы БК преимущественно адсор-
бируются на границе раздела трения через водород-
ную связь, рисунок 10.
Рисунок 10 – Адсорбция БК на поверхности металла за счет образования водородной связи
Суспензия частиц борной кислоты в масле со-
храняет агрегативную устойчивость более 2 меся-
цев. Для повышения эффективности смазки на тру-
щейся поверхности был сформирован компактный
сетчатый адсорбционный слой из разлагающихся
наночастиц, а также борсодержащая трибопленка.
Эти убедительные доказательства делают наноча-
стицу БК очень перспективным кандидатом на
практическое применение в качестве высокоэффек-
тивной зеленой добавки.

14. 14 Sciences of Europe # 69, (2021)
Разработки в области применения ведутся с
начала 80-х годов. В статье [9, с. 245-253] было по-
казано, что наначастицы меди способны улучшать
противозадирные свойства средневязкого масла
SAE 30. Исследователи [10, с. 219-223] обнару-
жили, что наночастицы меди улучшают антифрик-
ционные свойства средневязкого моторного масла
SAE 30. Введение частиц меди размером 10-15 нм
в изопарафиновые масла понижает коэффициент
трения и уменьшает диаметр пятна износа [11с.
156-157, 12, с. 186-189, 13 с. 203-206, 14 с. 63-69, 15
с. 33-35, 16 с. 223-227, 17 с. 667-675]. В более совре-
менных работах рассмотрена возможность приме-
нения нано частиц меди для улучшения трибологи-
ческих свойств не только товарных моторных ма-
сел, но и базовых масел, а также восстановление по-
верхности за счет частиц меди.
С помощью СЭМ были изучены поверхности
металла после испытания с чистым маслом SN-650
и с маслом с добавкой 0,15% масс меди. Результаты
показаны на рисунках 11 и 12. На изношенных по-
верхностях, смазанных маслами SN 650, можно
было обнаружить явные борозды и спайки в
направлении скольжения (рисунок 11(b)), свиде-
тельствующие о сильном абразивном износе и ад-
гезионном износе. В то время как поверхность, сма-
занная маслом SN 650, содержащим 0,15 мас.%
наномединицы, была очень гладкой без каких-либо
потертостей (рисунок 11(а)).
Рисунок 11 – СЭМ-изображения различных изношенных поверхностей полированного комковатого об-
разца: а) SN-650 с нано-Cu; b) чистое SN-650
Рисунок 12 – СЭМ-изображения изношенных поверхностей обрабатываемой детали: а) чистое SN-650;
b) SN-650 с нано-Cu
Одного вида присадок недостаточно для обес-
печения высокого уровня всех эксплуатационных
свойств. Поэтому применяют их пакеты, при сборе
которых важно учитывать совместное воздействие
разных присадок на свойства. В статье [18, с. 110-
140] исследованы трибологические характеристики
наночастиц дисульфида молибдена в сочетании с
противоизносными и моюще–диспергирующими
присадками. Результаты показали синергетические
взаимодействия между наночастицами MoS2 с про-
тивоизносными и моющими добавками, незначи-
тельную синергию с добавками экстремального
давления и антагонистические взаимодействия с
диспергаторами. В условиях экстремального давле-
ния все выбранные добавки обеспечивали синерге-
тический эффект с наночастицами MoS2. И, эти си-
нергизмы и на антагонизмы влияли условия кон-
такта [19 с. 129-137]. В [20 с. 503-516] установлено,
что превосходная смазывающая способность неор-
ганических фуллереноподобных (IF)-наночастиц
MoS2 исчезает, когда они добавляются в товарное

15. Sciences of Europe # 69, (2021) 15
моторное масло. Это можно объяснить антагони-
стической синергией между IF-наночастицами
MoS2 и диспергаторами, а именно, по сравнению с
IF-наночастицами MoS2 диспергаторы легче адсор-
бировались на скользящей контактной поверхности
и предотвращали образование трибопленки. Иссле-
дователи [21 с. 213-221, 22 с. 249-258] обнаружили,
что синергетический эффект между диалкил-
дитиофосфатом цинка (ДФ-11 на территории СНГ
или ZDDP) и дисульфидом вольфрама (WS2) Было
очевидно, что наночастицы улучшают трибологи-
ческие характеристики масла ПАО при 100°С, то
есть включение их может повысить износостой-
кость примерно в 5 раз и смазывающие свойства
примерно до 25% по сравнению с 1% ZDDP и 1%
WS2 соответственно. Они пришли к выводу, что на-
ночастицы WS2 повышают износостойкость ZDDP,
а ZDDP защищает наночастицы WS2 от окисления
и улучшает их смазочные свойства. Тем не менее,
не исследовано как ведут себя присадки и наноча-
стицы вместе в масла не углеводородной основы,
например, в сложноэфирных маслах.
Работа [23, с. 105941] была направлена на все-
сторонне и глубокое исследование взаимодействия
наночастиц меди с некоторыми видами присадок, в
том числе диспергирующими, моющими, противо-
окислительными, модификаторами трения, моди-
фикаторами вязкости и ZDDP, влияние на триболо-
гические показатели и некоторые физико-химиче-
ские свойства эфира, то есть ДИОСа.
Были приготовлены смеси ДИОС с добавле-
нием различных присадок и наночастиц меди (Cu-
DDP, аналог ДФ-11, но с медью). В таблице 7 ис-
пользованы сокращения Беззольный диспергатор
(AD-1, AD-2); Моющая присадка (DE-1); Антиок-
сиданты (AO-1, AO-2); Модификаторы трения (FM-
1, FM-2); Модификатор вязкости (VII).
Таблица 7
Сокращенная форма готовых смесей масел (мас.%)
Сокращение Содержание ДИОС Доля добавок Cu-DDP
ДИОС 100,00
ДИОС + Cu 97,50 2,50
ДИОС + AD-1 97,25 2,75
ДИОС + AD-1 + Cu 94,75 2,75 2,50
ДИОС + AD-2 95,00 5,00
ДИОС + AD-2 + Cu 92,50 5,00 2,50
ДИОС + DE 97,75 2,25
ДИОС + DE + Cu 95,25 2,25 2,50
ДИОС + AO-1 99,45 0,55
ДИОС + AO-1 + Cu 96,95 0,55 2,50
ДИОС + AO-2 99,60 0,40
ДИОС + AO-2 + Cu 97,10 0,40 2,50
ДИОС + FM-1 99,45 0,55
ДИОС + FM-1 + Cu 96,95 0,55 2,50
ДИОС + FM-2 97,50 2,50
ДИОС + FM-2 + Cu 95,00 2,50 2,50
ДИОС + VII 97,25 2,75
ДИОС + VII + Cu 94,75 2,75 2,50
ДИОС + ZDDP 98,25 1,75
ДИОС + ZDDP + Cu 95,75 1,75 2,50
Трибологические испытания проводились на
ЧШМ. Результаты испытаний представлены на ри-
сунке 13.
Рисунок 13 – Трибологические характеристики чистого ДИОС-масла и готовых смесей: (G) Средние ко-
эффициенты трения; (H) Диаметры пятен износа

16. 16 Sciences of Europe # 69, (2021)
В ходе исследования было подтверждено, что
наночастицы меди вступают в синергию с присад-
ками, улучшающими трибологические свойства
масла, и в антагонизм с моюще-диспергирующими.
Однако, трибопленка из наночастиц меди имеет
низкую прочность, поэтому в сочетании с ДФ-11
эффект малозаметен.
В статье [24, с. 22-29] исследователи изучили
вопрос о влиянии ультразвукового диспергирова-
ния при получении диселенида молибдена на три-
бологические свойства суспензии наночастиц в бе-
лом масле. На рисунке 14 приведены результаты
испытаний на трибометре типа «шарик на диске»
масла с разным содержанием наночастиц диселе-
нида молибдена.
Рисунок 14 – Коэффициенты трения белого масла с (а) MoSe2 и (б) MoSe2 после диспергирования при
различных концентрациях при нагрузке 10 Н и частоте 2 Гц.
По данным рисунка 14 можно сделать вывод,
что применение диспергирования присадки при ее
синтезе улучшает трибологические свойства масла,
оптимальная концентрация значительно ниже для
наночастиц, чем для гранул диселенида, составляет
0,075% масс.
В статье [25, с. 313-319] исследована биоразла-
гаемая смесь наночастиц с графитоподобным нит-
ридом бора (hBN).
Трибологические характеристики суспензий
были изучены на ЧШМ. Испытания показали, что
коэффициент трения (COF) значительно увеличи-
вался с концентрацией Al2O3. Это было связано с
тем, что наночастицы Al2O3 сами по себе образовы-
вали крошечные канавки на контактной поверхно-
сти (рисунок 15с), которые могут образовываться
под действием вспашки более твердой наноча-
стицы Al2O3, приводящей к увеличению шерохова-
тости поверхности (Ra = 0,182 мкм). Однако COF
значительно снижался с концентрацией hBN. В ка-
кой-то степени это говорит о том, что наночастицы
hBN эффективно играли роль шарикоподшипни-
ков, где трение скольжения переходило в трение ка-
чения между парами трения, что приводило к
уменьшению площади контакта между фрикцион-
ными поверхностями.
Рисунок 15 – СЭМ-микрофотография изношенных поверхностей на шарике в условиях смазки (а) обыч-
ным дизельным моторным маслом, (b) 0,5 об. % добавки hBN и (с) с 0,5 об. % добавки Al2O3.

17. Sciences of Europe # 69, (2021) 17
Кроме того, на рисунке 15 показано, что более
гладкая изношенная поверхность (Ra = 0,043 мкм)
также была получена за счет полирующего эффекта
смазки, содержащей наночастицы hBN. Это согла-
суется со значительным уменьшением диаметра
пятна износа.
Эти результаты показали, что обычное дизель-
ное моторное масло, содержащее определенное ко-
личество наночастиц hBN, может уменьшить как
трение, так и износ в парах трения.
COF и диаметр пятна износа были значительно
уменьшены путем диспергирования нескольких
концентраций наночастиц hBN в обычном дизель-
ном моторном масле. Это произошло из-за того, что
наночастица hBN произвела как «эффект шарико-
подшипника», так и «эффект полировки», изменив
трение скольжения на трение качения между парой
трения и, следовательно, сгладив шероховатые по-
верхности контакта трения. Кроме того, отрица-
тельный эффект увеличения трения и износа
наблюдался в обычном дизельном моторном масле,
содержащем наночастицы Al2O3, обусловленный
абразивным воздействием более твердых наноча-
стиц Al2O3. Установлено, что вклад 0,5 об.% hBN и
0,3 об.% олеиновой кислоты в качестве поверх-
ностно-активного вещества может быть использо-
ван в качестве оптимальной композиции присадки
в обычном дизельном моторном масле, позволяю-
щей получить более низкий COF.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ работ показал, что растительное сырье
может быть применено в качестве базовых масел,
но в условиях потери смазки, как и для всех слож-
ных эфиров, в некоторый момент наступает резкое
повышение коэффициента трения, то есть полно-
стью разрушается трибопленка. Традиционные
нефтяные масла обеспечивают смазывание при лю-
бой нагрузке с равномерным ростом коэффициента
трения, при прочих равных условиях имеют более
высокую несущую способность.
Применение наночастиц позволяет получать
биоразлагаемые композиции или сильно снизит
расход вводимых присадок, например, диселенидов
и дисульфидов вольфрама и молибдена. Повыше-
ние степени дисперсности повышает их эффектив-
ность. Но в большинстве случаев по прочности три-
бопленка уступает традиционным присадкам, по-
этому применение масел на растительной основе с
наночастицами в роли присадок возможно в слабо-
нагруженных узлах трения.
Несмотря на ограниченность применения био-
разлагаемых смазочных материалов, данное
направление выступает ключом к экологически чи-
стой энергетике и переходу на возобновляемые ре-
сурсы при получении смазочных материалов.
Литература
1. Srinivas, V.; Chebattina, Kodanda Rama Rao;
Pranay, G.V.S.; Lakkoju, Babi; Vandana, V. Tribolog-
ical properties of polyol ester â commercial motorbike
engine oil blends. Journal of King Saud University -
Engineering Sciences, 2020.
2. Airey J, Spencer M, Greenwood R, Simmons
M, The effect of gas turbine lubricant base oil molecu-
lar structure on friction, Tribology International, 2019.
3. S. Kofi Tulashie, F. Kotoka, The potential of
castor, palm kernel, and coconut oils as biolubricant
base oil via chemical modification and formulation,
Thermal Science and Engineering Progress, 2020.
4. J. Kim, E.-C. Shin, H.O. Lim, M. Yoon, H.
Yang, J. Park, E. Park, H. Yoo, J. Baek, S. Cho, Ther-
mal oxidative stability of various vegetable oils used
for the preparation of the seasoned laver Pyropia spp,
Fish. Aquat. Sci. 18, 2015.
5. T. Xu, J. Li, Y.-M. Fan, T. Zheng, Z.-Y. Deng,
Comperison of oxidative stability among edible oils un-
der continuous frying conditions, Int. J. Food Prop. 18,
2015.
6. J. Tavakoli, M.S. Brewer, A.Z. Jelyani, P. Es-
takhr, Oxidative Stability of Olive Oil During the Ther-
mal Process: Effect of Pistacia khinjuk Fruit Oil, Int. J.
Food Prop. 20, 2017.
7. Mohamed Faruck, Azhaarudeen Anifa; Hsu,
Chia-Jui; Doerr, Nicole; Weigand, Michael; Gachot,
Carsten (2020). How lubricant formulations and prop-
erties influence the performance of rotorcraft transmis-
sions under loss of lubrication conditions. Tribology In-
ternational, 2020.
8. Hong W. S., Yina W.Y., Yong J.S. Investiga-
tion on the robust adsorption mechanism of alkyl-func-
tional boric acid nanoparticles as high performance
green lubricant additives. Tribology International Vol-
ume 157, May 2021.
9. Hisakado, T., Tsukizoe, T., Yoshikawa, H.
Lubrication mechanism of solid lubricants in oils. Lubr.
Tech. 105, 1983.
10. DONG, J. X., HU, Z S. A study of the anti-
wear and friction-reducing properties of the lubricant
additive, nanometer zinc borate. Tribology Int. 31 (5),
1998.
11. ZHANG, L. D., MOU, J. Nano-matrical and
Nano Stucture. Bei jing:Science Press, 2001.
12. LIU, Q. XU,Y., SHI,P. J., YU, H. L., XU ,B.
S. Analysis of self-repair films on friction surface lu-
bricated with nano-Cu additive. Journal of Central
South University of Technology (English Edition). 12
(Suppl.2), 2005.
13. WANG, X. L., XU, B. S., XU, Y., YU, H. L.,
SHI, P. J., Liu Q. Preparation of nano-copper as lubri-
cation oil additive. Journal of Central South University
of Technology (English Edition). 12 (Suppl.2), 2005.
14. TARASO, S., KOLUBAEV, A., BELYAEV,
S., LEMER, M., TEPPER, F. Study of friction reduc-
tion by nanocopper additives to motor oil. Wear ; 252,
2002.
15. XIA, Y. Q., JIN, S. R., SUN, W. M., LI, Z. J.
Effect of Nano Grade Copper Powder on Wear and
Friction Properties of Lubricant. Lubricant and sealing
(in Chinese); 3, 1999.
16. SHI, P. J., XU, B. S., XU, Y., LIU, Q. Surface
optimizing behavior of nano-Cu lubricant to tribosur-
faces by mechanochemical process. Key Engines. Ma-
ter.; 339, 2008.

18. 18 Sciences of Europe # 69, (2021)
17. HE, H. L., XU, Y., SHI, P. J., WANG, H. M.
Tribological behaviors of surface-coated serpentine ul-
trafine powders as lubricant additive. Tribology Int. 43
(3), 2010.
18. Tomala A, Ripoll MR, Gabler C, Remskar M,
Kalin M. Interactions between MoS2 nanotubes and
conventional additives in model oils. Tribol Int, 2017.
19. Tomala A, Ripoll MR, Kogovsek J, Kalin M,
Bednarska A, Michalczewski R, et al. Synergisms and
antagonisms between MoS2 nanotubes and representa-
tive oil additives under various contact conditions. Tri-
bol Int, 2019.
20. Rabaso P, Dassenoy F, Ville F, Diaby M,
Vacher B, Le Mogne T, et al. An investigation on the
reduced ability of IF-MoS2 nanoparticles to reduce
friction and wear in the presence of dispersants. Tribol
Lett, 2014.
21. Aldana PU, Dassenoy F, Vacher B, Le Mogne
T, Thiebaut B. WS2 nanoparticles anti-wear and fric-
tion reducing properties on rough surfaces in the pres-
ence of ZDDP additive. Tribol Int, 2016.
22. Aldana PU, Vacher B, Le Mogne T, Belin M,
Thiebaut B, Dassenoy F. Action mechanism of WS2
nanoparticles with zddp additive in boundary lubrica-
tion regime. Tribol Lett, 2014.
23. Guo, Zhenqi; Zhang, Yujuan; Wang, Jucai;
Gao, Chuanping; Zhang, Shengmao; Zhang, Pingyu;
Zhang, Zhijun. Interactions of Cu nanoparticles with
conventional lubricant additives on tribological perfor-
mance and some physicochemical properties of an ester
base oil. Tribology International, 141, 2020.
24. Yihong Li, Hailin Lu, Qi Liu, Liguo Qin∗,
Guangneng Dong. A facile method to enhance the
tribological performances of MoSe2 nanoparticles as
oil additives. Tribology International, 137, 2019.
25. Muhammad Ilman Hakimi Chua Abdullah,
Mohd Fadzli Bin Abdollah, Hilmi Amiruddin, Noref-
fendy Tamaldin, Nur Rashid Mat Nuri. Optimization of
Tribological Performance of hBN/Al2O3 Nanoparti-
cles as Engine Oil Additives. Procedia Engineering, 68,
2013.

19. Sciences of Europe # 69, (2021) 19
MEDICAL SCIENCES
ЗАВИСИМОСТЬ ГЛУБИНЫ ЗУБНЫХ И БАЗАЛЬНЫХ ДУГ ОТ ТИПА ЧЕРЕПА
Ефимова Е.Ю.
доцент кафедры анатомии
Волгоградского государственного медицинского университета
Фёдоров С.В.
старший преподаватель кафедры анатомии
Волгоградского государственного медицинского университета
Ефимов Ю.В.
профессор кафедры хирургической стоматологии и ЧЛХ Волгоградского государственного меди-
цинского университета
DEPENDENCE OF THE DENTAL AND BASAL ARCHES DEPTH FROM CRANIOTYPE
Efimova E.
Associate Professor of the Department of Human anatomy
Volgograd State Medical University
Fedorov S.
Senior Lecturer of the Department of Human anatomy
Volgograd State Medical University
Efimov Yu.
Professor of Surgery Dentistry and Maxillofacial Surgery department
Volgograd State Medical University
DOI: 10.24412/3162-2364-2021-69-1-19-23
АННОТАЦИЯ
Целью исследования явилось определение морфометрических закономерностей показателей глубины
зубных и базальных дуг верхней челюсти в зависимости от пола и краниотипа. В работе выявлены мини-
мальные и максимальные границы и среднестатистические показатели глубины зубных и базальных дуг
на уровне клыков, премоляров и моляров. При этом среднее значение глубины дуги может, как превышать
значение минимальной варианты, так и существенно уступать значению максимальной варианты.
ABSTRACT
The objective of the study is to determine the morphometric parameters of the dental and basal maxillary
arches depth on skull preparations depending on the sexes and craniotype. The minimum and maximum limits and
the average indicators of the dental and basal arches depth at the level of canines, premolars and molars were
determined. At the same time, the average statistical value of the arches depth can be larger the value of the mini-
mum variation, and significantly lesser the value of the maximum variation
Ключевые слова: верхняя челюсть, зубные дуги, базальные дуги, краниофациальный комплекс, кра-
ниотип, морфометрия.
Keywords: maxilla, dental arches, basal arches, craniofacial complex, craniotype, morphometry.
Введение. Зубочелюстные дуги представляют
собой важный компонент окклюзии, которую опре-
деляют не только как взаимоотношение между зу-
бами-антагонистами, но как динамическую функ-
циональную систему, предназначенную для жева-
ния, речи и т.д. [3]. Верхнечелюстная дуга в
частности, и верхняя челюсть в целом – наиболее
стабильные звено окклюзии т.к. являются непо-
движными структурами [4]. Зубочелюстная дуга
верхней челюсти должна обладать такими парамет-
рами (шириной, глубиной, длиной), которые бы
позволяли ей вписываться в пространство черепа
[5]. Влияние формы дуги верхней челюсти на кости
черепа до конца не изучено. Тем не менее, установ-
лено, что сужение и асимметрия зубных дуг влияют
на пространственное расположение компонентов
краниофациального комплекса [2,6]. В связи с этим
изучение закономерностей строения зубных и ба-
зальных дуг представляется актуальными, опреде-
ляя морфофункциональную основу для усовершен-
ствования и разработки новых методов диагно-
стики и оперативных вмешательств на челюстно-
лицевой области [1].
Цель исследования – определить морфометри-
ческие закономерности показателей глубины зуб-
ных и базальных дуг верхней челюсти в зависимо-
сти от пола и краниотипа.
Материал и методы. Материалом исследова-
ния были 187 препаратов черепов людей зрелого
возраста обоего пола с физиологической окклюзией
зубов. Все препараты отбирались без видимой кост-
ной патологии.
Глубину зубной дуги измеряли от точки, рас-
положенной на центре режущего края медиального
резца до точки пересечения с линией, соединяющей
дистальные поверхности коронок зубов на уровне
клыков, первых премоляров, вторых премоляров,

20. 20 Sciences of Europe # 69, (2021)
первых моляров, вторых моляров. Измерения глу-
бины базальных дуг проводили от наиболее высту-
пающих точек между медиальными резцами с ве-
стибулярной и язычной сторон челюстей до точки
пересечения с линией, соединяющей дистальные
поверхности коронок клыков, премоляров и моля-
ров.
Черепной индекс определяли как соотношение
поперечного размера мозгового отдела черепа к его
продольному размеру. Мезокранный тип черепа:
мужчины 47 препаратов, женщины – 37; бра-
хикранный тип: мужчины 36, женщины – 28; доли-
хокранный тип: мужчины – 23, женщины – 16. В со-
ответствии с общепринятыми в краниологии спосо-
бами, все измерения проводили толстотным
циркулем с миллиметровой шкалой и техническим
штангенциркулем с ценой деления 0,1мм.
Статистическая обработка осуществлялась из
матрицы данных «EXCEL 10,0» с использованием
пакета прикладных программ «STATISTICA 6» и
включала определение показателей средней ариф-
метической величины (М), ошибки средней ариф-
метической (m), критерий Стьюдента (t) и показа-
тель вероятности (p).
Результаты исследования и их обсуждение
Изучение глубины зубной дуги верхней челю-
сти выявило, что на брахикранных препаратах че-
репов в области клыков глубина зубной дуги верх-
ней челюсти у мужчин превосходила глубину зуб-
ных дуг на долихокранных препаратах черепов (p <
0,05). На остальных уровнях измерения у мужчин
глубина зубной дуги на брахикранных черепах ста-
тистически значимо превосходила глубину зубной
дуги на мезокранных препаратах: на уровне первых
премоляров (p < 0,05), на уровне вторых премоля-
ров (p < 0,05), а также на уровне первых (p < 0,05) и
вторых моляров (p < 0,05). У женщин та же законо-
мерность наблюдалась на уровне премоляров и пер-
вых моляров (p < 0,05). На уровне вторых моляров
превалирование глубины зубной дуги на бра-
хикранных черепах наблюдалось только относи-
тельно долихокранных препаратов (p < 0,05). Пока-
затели глубины зубных дуг на мезокранных и доли-
хокранных черепах, как у мужчин, так и у женщин
были статистически не значимыми (p > 0,05; таб. 1).
Таблица 1.
Морфометрические показатели глубины зубных дуг верхней челюсти с у мужчин и у женщин в зависи-
мости от краниотипа (мм).
Уровень
изме-
рения
Препараты
Пол
Мезокранные Брахикранные Долихокранные
Min-max M ± m Min-max M ± m Min-max M ± m
W3
Муж. 9,5-18,8 15,25±0,52 8,2-20,2 16,52±0,54 10,7-17,6 14,56±0,76
Жен. 8,9-17,5 14,32±0,56 9,4-21,6 16,34±0,52 11,5-18,3 15,25±0,66
W4
Муж. 16,2-35,2 31,54±0,66 15,7-38,2 33,73±0,75 15,7-35,3 32,27±0,77
Жен. 15,2-34,7 30,55±0,69 12,7-36,2 32,59±0,74 15,7-34,3 31,37±0,77
W5
Муж. 16,7-39,2 36,23±0,67 16,7-41,8 38,76±0,78 17,7-40,4 36,87±0,77
Жен. 17,3-38,6 35,43±0,67 17,7-40,4 37,22±0,54 18,2-40,2 36,57±0,72
W6
Муж. 40,2-46,8 41,55±0,69 40,2-46,8 43,85±0,63 40,2-47,8 42,11±0,84
Жен. 40,2-46,8 40,75±0,79 40,2-46,8 42,54±0,64 40,3-46,5 41,33±0,77
W7
Муж. 44,2-52,7 46,21±0,57 44,2-52,7 47,63±0,64 43,9-51,5 46,63±0,52
Жен. 43,9-51,5 46,25±0,47 44,5-53,3 47,88±0,63 44,5-52,3 45,87±0,78
Где W3 - ширина на уровне клыков, W4 - ширина на уровне первых премоляров, W5 - ширина на уровне
вторых премоляров, W6 - ширина на уровне первых моляров W7 - ширина на уровне вторых моляров
В результате исследования выявлено, что глу-
бина базальных дуг верхней челюсти с вестибуляр-
ной стороны мезокранных (p < 0,05) и долихокран-
ных (p < 0,01) черепов на уровне клыков у мужчин
статистически значимо превосходила аналогичные
показатели у женщин. На брахикранных черепах
эти показатели были сходными (p > 0,05). Глубина
базальной дуги на брахикранных черепах у мужчин
статистически значимо была меньше глубины ба-
зальной дуги долихокранных черепов (p < 0,05), но
схожа по отношению к такому же показателю мезо-
кранных черепов (p > 0,05). У женщин анализируе-
мый показатель брахикранных черепов суще-
ственно превышал схожий показатель мезокранных
черепов (p < 0,05), относительно долихокранных
черепов оба показателя были равнозначными (p >
0,05; табл. 2).

21. Sciences of Europe # 69, (2021) 21
Таблица 2.
Морфометрические показатели глубины базальных дуг верхней челюсти с вестибулярной стороны у
мужчин и у женщин в зависимости от краниотипа (мм).
Уровень
изме-
рения
Препараты
Пол
Мезокранные Брахикранные Долихокранные
Min-max M ± m Min-max M ± m Min-max M ± m
W3
Муж. 9,5-21,5 16,45±0,47 10,5-22,3 16,51±0,72 11,5-23,2 18,28±0,34
Жен. 9,5-21,5 15,02±0,32 9,5-20,7 16,66±0,73 10,5-23,7 16,36±0,41
W4
Муж. 11,5-23,7 21,11±0,28 13,4-25,6 20,87±0,52 13,4-25,7 20,39±0,55
Жен. 12,6-24,5 20,66±0,68 12,5-24,4 19,23±0,43 12,6-24,7 19,53±0,66
W5
Муж. 16,5-26,4 24,31±0,21 16,5-28,5 23,86±0,52 18,7-28,3 24,47±0,59
Жен. 15,6-27,8 23,64±0,68 15,6-27,7 22,28±0,43 16,5-27,7 23,34±0,52
W6
Муж. 36,2-49,2 40,32±0,34 36,2-49,2 41,25±0,76 37,4-50,4 40,16±0,44
Жен. 36,2-49,2 39,05±0,72 35,6-48,4 40,43±0,84 36,2-49,2 39,27±0,77
W7
Муж. 38,3-51,7 44,79±0,43 39,5-52,3 45,52±0,77 40,5-53,7 45,11±0,52
Жен. 38,3-51,7 44,81±0,52 38,7-51,7 45,75±0,84 40,5-53,7 44,16±0,34
Где W3 - ширина на уровне клыков, W4 - ширина на уровне первых премоляров, W5 - ширина на уровне
вторых премоляров, W6 - ширина на уровне первых моляров W7 - ширина на уровне вторых моляров
Со стороны небной поверхности глубина ба-
зальной дуги верхней челюсти на уровне клыков у
мужчин превышала аналогичный показатель у жен-
щин на мезокранных черепах (p < 0,01) и на доли-
хокранных черепах (p < 0,05). На брахикранных че-
репах оба показателя были идентичными (p > 0,05).
В то же время глубина базальной дуги на доли-
хокранных черепах у мужчин статистически зна-
чимо превосходила глубину на мезокранных (p <
0,01) и брахикранных (p < 0,05) черепах. У женщин
глубина базальной дуги на мезокранных черепах
была существенно меньше глубины базальной дуги
брахикранных (p < 0,05) и долихокранных черепов
(p < 0,001; табл. 3).
На мезокранных препаратах черепов мужчин
показатели глубины базальных дуг с вестибуляр-
ной и небной сторон на уровне первых и вторых
премоляров не имели между собой статистической
значимости (p > 0,05). Сходная закономерность
наблюдалась на черепах мезокранного типа у жен-
щин, а также на долихокранных черепах лиц обоего
пола. На брахикранных препаратах глубина базаль-
ной дуги с вестибулярной стороны у мужчин в об-
ласти первого и второго премоляров превалировала
над аналогичными показателями у женщин (p <
0,05). Сопоставление анализируемых показателей
глубины базальной дуги с небной стороны на
уровне первых премоляров у мужчин и у женщин и
на уровне вторых премоляров) выявило их равно-
значность (p > 0,05; табл. 2,3).
Таблица 3.
Морфометрические показатели глубины базальных дуг верхней челюсти с небной стороны у мужчин и у
женщин в зависимости от краниотипа (мм).
Уровень
из-
мерения
Препараты
Пол
Мезокранные Брахикранные Долихокранные
Min-max M ± m Min-max M ± m Min-max M ± m
W3
Муж. 8,7-20,7 14,72±0,39 8,7-20,7 14,33±0,73 10,6-22,5 16,87±0,52
Жен. 8,4-20,5 12,03±0,62 8,7-20,7 14,14±0,79 10,6-22,5 15,49±0,35
W4
Муж. 11,8-23,8 17,75±0,39 11,8-23,8 17,06±0,72 15,7-24,3 18,36±0,57
Жен. 11,8-23,8 17,28±0,78 12,4-24,6 17,26±0,81 12,6-24,7 17,44±0,66
W5
Муж. 13,2-26,2 19,76±0,54 15,6-27,2 20,29±0,69 14,7-27,4 21,27±0,63
Жен. 14,7-26,3 20,07±0,73 14,5-26,5 19,21±0,54 15,6-27,3 20,38±0,54
W6
Муж. 35,4-47,5 39,25±0,39 35,4-47,5 39,43±0,52 35,4-47,5 38,22±0,55
Жен. 35,4-47,5 39,34±0,77 36,5-48,3 38,61±0,32 35,4-47,5 38,72±0,64
W7
Муж. 37,2-49,7 43,59±0,39 37,2-49,7 42,49±0,73 38,6-50,6 43,66±0,49
Жен. 37,2-49,7 43,35±0,43 36,7-48,3 42,75±0,82 39,3-51,4 42,45±0,54
Где W3 - ширина на уровне клыков, W4 - ширина на уровне первых премоляров, W5 - ширина на уровне
вторых премоляров, W6 - ширина на уровне первых моляров W7 - ширина на уровне вторых моляров.

22. 22 Sciences of Europe # 69, (2021)
На уровне первых и вторых моляров, по нашим
данным, глубина базальных дуг со стороны вести-
булярной и небной поверхностей у мужчин и у жен-
щин в каждом краниотипе была сходной (p > 0,05;
табл. 2,3).
При сравнительном анализе показателей зуб-
ных и базальных дуг нами установлено, что на ме-
зокранных и долихокранных черепах у мужчин на
уровне клыков глубина базальных дуг с вестибу-
лярной и небной сторон статистически значимо
превосходила глубину зубных дуг с вестибулярной
(p < 0,01), а у женщин значения этих параметров
были сходными (p > 0,05). На брахикранных чере-
пах, наоборот, у мужчин глубина базальной дуги с
вестибулярной стороны и зубной дуги были одина-
ковыми (p > 0,05). При этом глубина базальной
дуги с небной стороны уступала показателю глу-
бины зубной дуги (p < 0,05). У женщин показатели
глубины зубной дуги и базальной дуги с вестибу-
лярной стороны были сходными (p > 0,05). Глубина
зубной дуги у женщин была больше глубины ба-
зальной дуги с небной стороны (p < 0,05).
На уровне премоляров выявлено превалирова-
ние глубины зубных дуг над глубиной базальных
дуг независимо от краниотипа, половой принад-
лежности и уровня измерения (p < 0,001).
При сопоставлении показателей глубины зуб-
ных и базальных дуг со стороны вестибулярной по-
верхности нами установлено, что на уровне первых
моляров мезокранных черепов у мужчин и у жен-
щин они не имели статистической значимости (p >
0,05). Со стороны небной поверхности базальной
дуги у мужчин отмечалось превалирование зубных
дуг (p < 0,05), а у женщин показатели были одина-
ковыми (p > 0,05). На уровне вторых моляров глу-
бина зубных дуг у мужчин превосходила глубину
базальных дуг как с вестибулярной (p < 0,05), так и
с небной поверхностей (p < 0,01). На мезокранных
препаратах черепов женщин наблюдалась та же за-
кономерность (p < 0,05 и p < 0,001). На брахикран-
ных препаратах в области первого и второго моля-
ров у мужчин глубина зубной дуги была больше
глубины базальной дуги со стороны вестибулярной
поверхности (p < 0,05). На брахикранных препара-
тах черепов женщин выявлена аналогичная законо-
мерность. Превалирование показателя зубной дуги
над базальной обнаружено и с небной поверхности
на уровне первых и вторых моляров у мужчин (р <
0,001). На препаратах черепов женщин показатель
зубной дуги на уровне первого и второго моляров
был больше показателя глубины базальной дуги с
небной поверхности (р < 0,001).
На долихокранных черепах так же отмечалось
превалирование глубины зубной дуги: со стороны
вестибулярной поверхности на уровне первого (p <
0,05) и второго моляров (p < 0,05) у мужчин и у
женщин (p < 0,05). Сравнение показателей глубины
зубной и базальной дуги с небной поверхности на
уровне первых моляров (p < 0,001) и вторых моля-
ров (p < 0,001) у мужчин показало превалирование
показателя глубины зубной дуги. У женщин как на
уровне первых моляров (p < 0,01), так и на уровне
вторых моляров (p < 0,01) наблюдалась сходная за-
кономерность (табл. 1,3).
При сравнении линейных характеристик зубо-
челюстных дуг с учетом пола, ряд авторов указы-
вают о превалировании значений данных показате-
лей у мужчин (Манашев Г.Г., 2000; Евтеев А.А.,
2008; Калмин О.В., 2010; Arbutina A. et al., 2012; Ju-
mani S.S., et al., 2014). L. Lombardo et al (2010), про-
водя статистический анализ измерений на моделях
челюстей, не обнаружили существенных половых
различий.
По нашим данным показатель минимальной
границы глубины зубных дуг у мужчин был
больше, чем у женщин на уровне клыков, первых
премоляров и вторых моляров у мезокранных пре-
паратов, а также на уровне первых моляров у бра-
хикранных препаратов. Показатель максимальной
границы показателя глубины зубной дуги с вести-
булярной стороны у женщин уступал аналогич-
ному показателю мужчин на уровне первых премо-
ляров у мезокранного типа черепа, на всех уровнях
измерения у брахикранного типа, и на уровне пре-
моляров и первых моляров у долихокранного типа.
А с небной стороны только при брахикранном типе
черепа на уровне вторых премоляров и вторых мо-
ляров.
Выводы
В работе представлены морфометрические ха-
рактеристики показателей минимальных и макси-
мальных границ, а также среднестатистических по-
казателей глубины зубных и базальных дуг верхней
челюсти у людей обоего пола зрелого возраста в за-
висимости от краниотипа. Как показали получен-
ные нами данные, глубина дуг верхней челюсти
мужчин и женщин имеет определенные границы
минимальных и максимальных вариант в каждом
краниотипе. При этом среднестатистическое значе-
ние глубины дуги может, как превышать значение
минимальной варианты, так и существенно усту-
пать значению максимальной варианты.
Таким образом, полученные нами данные поз-
волили выявить следующие закономерности, при-
сущие зубным и базальным дугам всех краниоти-
пов:
– на брахикранных и долихокранных черепах
глубина зубной дуги статистически значимо пре-
восходила глубину базальной дуги;
– в каждом краниотипе глубина базальных дуг
со стороны вестибулярной и небной поверхностей
у мужчин и у женщин не имела статистической зна-
чимости (p > 0,05);
– глубина базальных дуг на каждом уровне из-
мерения была одинаковой во всех краниотипах.
Литература
1. Ефимова Е.Ю., Краюшкин А.И., Ефимов
Ю.В., Федоров С.В. Характеристика показателей
глубины базальных дуг верхней челюсти // Вестник
Волгоградского государственного медицинского
университета. – 2020. – Вып. 2(74). – С. 123-126.
2. Коробкеев А.А., Доменюк Д.А., Шкарин
В.В., Дмитриенко С.В., Вейсгейм Л.Д., Коннов В.В.
Анатомические особенности взаимозависимости