等离子体辅助球磨对船用润滑油添加剂的表面修饰

发布时间：2017-08-22 03:42

  本文关键词：等离子体辅助球磨对船用润滑油添加剂的表面修饰

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【摘要】：本文分别选用离子型修饰剂(月桂酸钠+十六烷基三甲基溴化铵、过氧化苯甲酰+聚苯乙烯)和非离子型修饰剂(硬脂酸、油酸)对氧化物添加剂TiO_2、Zn O进行球磨修饰;分别选用月桂酸钠+十六烷基三甲基溴化铵、硬脂酸对金属Cu、Fe粉体进行球磨修饰。对所制备的粉体分别进行形貌观察和粒径测量、重力沉降试验、亲油化度试验。通过对所制备的粉体进行红外光谱和热失重试验及XPS测试,分析不同表面修饰剂对粉体的表面修饰机理。对球磨制备的粉体进行形貌观察,结果表明:采用等离子体辅助球磨工艺,能够有效地细化氧化物粉体和金属粉体。球磨十个小时后氧化物(Ti O_2、Zn O)粉体的粒径在200 nm以内,金属(Fe、Cu)粉体的粒径范围在300 nm以内,所制备的粉体呈现松散团聚状态,形状规则,微观形貌很好。以船用润滑油为基础油,进行利用重力沉降试验得出结果:非离子型修饰剂硬脂酸、油酸修饰的氧化物(TiO_2、ZnO)粒子比离子型修饰剂月溴、过聚修饰的氧化物粒子分散稳定性好。亲油化度的测试表明:硬脂酸-TiO_2、油酸-TiO_2的亲油度分别为62.12%和60.93%,高于月溴-TiO_2的48.45%、过聚-TiO_2的46.58%;硬脂酸-ZnO、油酸-ZnO的亲油度分别为52.47%和53.7%,高于月溴-ZnO的46.4%、过聚-ZnO的44.2%。通过红外光谱和热重分析及XPS分析可见,硬脂酸、油酸修饰的纳米TiO_2和ZnO粉体发生了酯化反应,生产新的化学键-COOR,形成稳定的修饰层。月溴和纳米氧化物同样发生酯化反应,十六烷基三甲基溴化铵以分子间作用力吸附在氧化物粉体表面。过氧化苯甲酰和聚苯乙烯在纳米粉体表面没有发生化学反应,是通过分子间作用力吸附纳米粒子表面。月溴修饰的金属Cu、Fe粉体比硬脂酸金属Cu、Fe粉体在船用润滑油5040中分散稳定性要好,但是静置20天后均出现分层现象。月溴-Fe的亲油度为43.56%,硬脂酸-Fe的亲油度为40.3%;月溴-Cu的亲油度为42.6%大于硬脂酸-Cu的亲油度38.7%。通过红外光谱和热重分析表明,金属Cu、Fe微粒和硬脂酸之间通过分子间作用力相互结合,金属Cu、Fe微粒和月溴之间通过分子间作用力和电子对配位产生吸附,金属Cu、Fe微粒和修饰剂之间没有化学反应作用。
【关键词】：等离子辅助球磨 氧化物粉 金属粉 表面修饰
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U677.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 基于船用润滑油的纳米添加剂10-11
• 1.3 纳米添加剂表面改性11-13
• 1.3.1 氧化物类润滑油添加剂表面改性11-12
• 1.3.2 金属类润滑油添加剂表面改性12-13
• 1.4 本文主要研究内容13-15
• 第2章 纳米粉体的制备与表征方法15-19
• 2.1 实验试剂15
• 2.2 实验粉体制备15-16
• 2.3 纳米粉体的检测16-19
• 第3章 等离子体辅助球磨TiO_2表面修饰机理19-33
• 3.1 纳米TiO_2的表面形貌19-20
• 3.2 纳米TiO_2的重力沉降分析20-21
• 3.3 纳米TiO_2的亲油度分析21-22
• 3.4 纳米粉体红外分析22-26
• 3.4.1 硬脂酸-TiO_2粉体红外分析22-23
• 3.4.2 油酸-TiO_2粉体红外分析23-24
• 3.4.3 月溴-TiO_2粉体红外分析24-25
• 3.4.4 过聚-TiO_2粉体红外分析25-26
• 3.5 表面修饰纳米TiO_2的热重分析26-30
• 3.5.1 硬脂酸-TiO_2微粒的热重分析26-27
• 3.5.2 油酸-TiO_2微粒的热重分析27-28
• 3.5.3 月溴-TiO_2微粒的热重分析28-29
• 3.5.4 过聚-TiO_2微粒的热重分析29-30
• 3.6 表面修饰TiO_2的XPS分析30-32
• 3.7 本章小结32-33
• 第4章 等离子体辅助球磨ZNO表面修饰机理33-50
• 4.1 纳米ZNO的表面形貌33-34
• 4.2 纳米ZNO的重力沉降分析34-35
• 4.3 纳米ZNO的亲油度分析35-36
• 4.4 纳米ZNO的红外分析36-39
• 4.4.1 硬脂酸-ZnO粉体红外分析36-37
• 4.4.2 油酸-ZnO粉体红外分析37-38
• 4.4.3 月溴-ZnO粉体红外分析38-39
• 4.4.4 过聚-ZnO粉体红外分析39
• 4.5 表面修饰纳米ZNO的热重分析39-42
• 4.5.1 硬脂酸-ZnO微粒的热重分析39-40
• 4.5.2 油酸-ZnO微粒的热重分析40-41
• 4.5.3 月溴-ZnO微粒的热重分析41
• 4.5.4 过聚-ZnO微粒的热重分析41-42
• 4.6 氧化物表面修饰机理分析42-44
• 4.6.1 非离子型修饰机理分析43-44
• 4.6.2 离子型修饰机理分析44
• 4.7 ZNO粉体的减摩性测试44-48
• 4.7.1 试验装置45
• 4.7.2 试验方法45
• 4.7.3 摩擦系数分析45-46
• 4.7.4 表面粗糙度分析46-47
• 4.7.5 摩擦副表面的能谱分析47-48
• 4.8 本章小结48-50
• 第5章 等离子体辅助球磨金属粉体表面修饰机理50-60
• 5.1 纳米金属的表面形貌50-51
• 5.2 纳米金属的重力沉降分析51-53
• 5.3 纳米金属的亲油度分析53-54
• 5.4 表面修饰纳米金属的红外分析54-56
• 5.4.1 硬脂酸修饰金属粉体的红外分析54-55
• 5.4.2 月溴修饰金属粉体的红外分析55-56
• 5.5 表面修饰纳米金属的热重分析56-58
• 5.6 金属粉高表面修饰机理分析58-59
• 5.7 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 总结60-61
• 6.2 展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-64

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