新型含硼潤滑油添加劑制備及其摩擦學性能研究.pdf

1、隨著人們環(huán)境保護意識的不斷增強，人類已經(jīng)越來越多地把注意力集中在賴以生存的自然環(huán)境所面臨的問題，為了減少傳統(tǒng)的潤滑油對環(huán)境造成的污染，可生物降解潤滑劑的開發(fā)和研究工作在國內(nèi)外得到了廣泛的重視。因此，進行環(huán)境友好潤滑劑研究具有極為重要的意義。 本文通過合理的分子設(shè)計，設(shè)計出兩類含硼潤滑油添加劑，并在實驗室進行合成，測試了其在菜籽油基礎(chǔ)油中的摩擦學性能，考察了與其它添加劑之間的配伍性。 具體研究內(nèi)容如下： (1)分別

2、以2-巰基苯并噻唑和硼酸鋇為原料合成了四種雜環(huán)硼酸酯和兩種烷氧基硼酸鋇，通過紅外，元素分析，核磁共振氫譜等方法對結(jié)構(gòu)進行表征。 (2)考察了添加劑的油溶解性、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、生物降解性。在此基礎(chǔ)上，探討了分子結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系及對性能的影響。結(jié)果表明：上述添加劑具有良好的油溶解性、耐銅片腐蝕性、熱穩(wěn)定性(四種雜環(huán)硼酸酯的失重75％時的分解溫度大于420℃，烷氧基硼酸鋇失重75％的分解溫度大于250℃，說明添加劑的熱穩(wěn)定性良

3、好)。生物降解性能方面，以正辛氧基硼酸酯的生物降解率最高為89％，除環(huán)己氧基硼酸酯的生物降解率為60％外，其它五種添加劑的生物降解率都在70％以上，屬于可生物降解潤滑油添加劑。 (3)采用MRS-10A型四球摩擦磨損試驗機考察了四種雜環(huán)硼酸酯，兩種烷氧基硼酸鋇在菜籽油中的摩擦學性能。結(jié)果表明：六種添加劑均具有良好抗磨減摩性能，其中極壓性能以十二烷硫基硼酸酯最好，達到1270N，與菜籽油基礎(chǔ)油51ON相比增幅超過150％，四種雜環(huán)

4、硼酸酯添加劑的極壓性能都優(yōu)于二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)的極壓性能；抗磨性能以正辛氧基硼酸酯的效果最佳，它在392N載荷下的磨斑直徑僅為0.32mm(僅為菜籽油基礎(chǔ)油在相同試驗條件下磨斑直徑的一半)；環(huán)己氧基硼酸酯的減摩性能最好，研究還發(fā)現(xiàn)四種雜環(huán)硼酸酯在490N下的摩擦系數(shù)比392N載荷下的摩擦系數(shù)更低；兩種烷氧基硼酸鋇的減摩效果與菜籽油基礎(chǔ)油相似。 (4)采用掃描電子顯微鏡(SEM/EDS)，X射線光電子能譜儀(XPS)對

5、磨斑表面分析結(jié)果表明：雜環(huán)硼酸酯添加劑在摩擦表面形成了含F(xiàn)e2(SO4)3和FeS2等化學反應(yīng)膜和含硼的吸附膜。在摩擦過程中發(fā)生了化學反應(yīng)，生成的化學反應(yīng)膜和吸附膜，改善了菜籽油的摩擦學性能。 (5)通過合理地選用基礎(chǔ)油和添加劑，應(yīng)用正交設(shè)計實驗，選用線性逐步回歸對實驗結(jié)果進行處理，分析了添加劑和基礎(chǔ)油之間的響應(yīng)性和配伍性，得出了15W/40CNG/汽油兩用燃料油的最優(yōu)化配方；同時進行了研制油與進口油品的性能的對照實驗。結(jié)果表明：合成的