丙二醇聚醚与油酰三乙醇胺复配水溶液的摩擦学性能研究

发布时间：2017-03-31 06:52

  本文关键词：丙二醇聚醚与油酰三乙醇胺复配水溶液的摩擦学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全球石油资源的日益枯竭以及环境污染的加剧,在润滑油领域,人们对绿色环保的水基润滑液关注越来越多。虽然水基润滑符合可持续发展的要求,但是其存在承载力低、易腐蚀等缺点,所以需要选取性能优异的添加剂来提升其润滑性能。本文选用丙二醇聚醚(PPE)和油酰三乙醇胺(TO)作为水基润滑液的添加剂,配置不同浓度的PPE和PPE-TO润滑液,并对这两种水基润滑液进行一系列的摩擦学性能试验和分析研究。 首先利用四球摩擦磨损试验机对两种润滑液的减摩抗磨性能进行分析,从浓度、载荷、转速三个方面分析对摩擦系数和磨斑直径的影响,运用三维表面形貌仪对摩擦副表面进行形貌分析。试验数据显示PPE在10%浓度下摩擦系数为0.06,磨斑直径为0.452mm,表明PPE的加入大大提升了减摩抗磨性能。TO的加入显著提升了极压性能,PB值达到932N,比PPE提高了24%左右,同时,也进一步提高了PPE-TO的减摩抗磨性能。 接着对两种水基润滑液的流变性能进行了分析。试验数据表明PPE和PPE-TO在较低浓度和较低温度下有良好的牛顿特性,高温和高浓度导致剪切稀化现象的发生,从而表现为非牛顿特性。浊点的存在影响黏度的变化趋势,同时浊点的大小还受添加剂影响,TO的加入降低了润滑液的黏度。 最后对两种润滑液的成膜性能进行了探讨。试验数据显示在1%浓度下膜厚在10nm左右,较低浓度下就具备良好成膜能力,浓度越大,成膜性能越好。随着载荷增大相应的膜厚减小,试验膜厚基本维持在20～30nm之间,主要为边界润滑和薄膜润滑形式。 以上摩擦性能试验表明PPE和TO的加入使得水基润滑液的润滑性能显著提升,具有较好的减摩抗磨效果,而且绿色环保,有较好的应用价值。
【关键词】：水基润滑 丙二醇聚醚 油酰三乙醇胺 减摩抗磨 流变性能 成膜性能 浊点
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117.22
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 水基润滑研究现状13-15
• 1.2.1 水基润滑添加剂的研究13-14
• 1.2.2 水基润滑液的发展趋势14-15
• 1.3 水基润滑理论基本概述15-17
• 1.3.1 摩擦、磨损、润滑15
• 1.3.2 流体润滑原理15-17
• 1.4 摩擦学试验设备介绍17-22
• 1.4.1 四球摩擦磨损试验机17-18
• 1.4.2 Physica MCR301旋转流变仪18-19
• 1.4.3 NGY-6纳米膜厚测量仪19-21
• 1.4.4 三维表面形貌仪21-22
• 1.5 研究内容与意义22-24
• 1.5.1 研究内容22-23
• 1.5.2 研究意义23-24
• 2 试验添加剂的选择24-30
• 2.1 引言24
• 2.2 水的特性及其摩擦学性能24-25
• 2.3 添加剂的选择与配制25-28
• 2.3.1 添加剂化学结构与性质的关系25-26
• 2.3.2 丙二醇聚醚的选择26-27
• 2.3.3 油酰三乙醇胺的选择27-28
• 2.3.4 水基润滑液的配制28
• 2.4 本章小结28-30
• 3 复配水溶液的摩擦磨损性能研究30-56
• 3.1 引言30
• 3.2 试验方案30-31
• 3.2.1 减摩抗磨性能试验30-31
• 3.2.2 三维表面形貌试验31
• 3.2.3 极压性能试验31
• 3.3 减摩抗磨性能分析31-48
• 3.3.1 正交试验分析31-32
• 3.3.2 浓度对减摩抗磨性能的影响32-38
• 3.3.3 转速对减摩抗磨性能的影响38-43
• 3.3.4 载荷对减摩抗磨性能的影响43-48
• 3.4 稳定性能分析48-50
• 3.5 极压性能分析50-53
• 3.6 本章小结53-56
• 4 复配水溶液的流变性能研究56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 试验方案56-57
• 4.2.1 旋转流变性能试验56
• 4.2.2 牛顿流体原理56-57
• 4.3 流变性能试验分析57-64
• 4.3.1 剪切力与剪切速率的关系57-59
• 4.3.2 浓度对溶液黏度与剪切速率之间关系的影响59-61
• 4.3.3 温度对溶液黏度与剪切速率之间关系的影响61-63
• 4.3.4 复配前后水溶液流变性能的研究63-64
• 4.4 本章小结64-66
• 5 复配水溶液的成膜性能研究66-70
• 5.1 引言66
• 5.2 试验方案66
• 5.3 成膜试验分析66-69
• 5.3.1 浓度对水溶液膜厚的影响66-68
• 5.3.2 载荷对水溶液膜厚的影响68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 索引76-77
• 作者简历及攻读硕士 /博士学位期间取得的研究成果77-79
• 学位论文数据集79

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本文编号：279058