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绿色酯类润滑油基础油的合成及性能研究

发布时间:2016-12-31 16:12

  本文关键词:绿色酯类润滑油基础油的合成及性能研究,由笔耕文化传播整理发布。


《中南大学》 2007年

绿色酯类润滑油基础油的合成及性能研究

金小容  

【摘要】: 随着润滑油的广泛使用和对环境的日益关注,人们越来越重视润滑油对环境的污染问题。由于传统的以矿物油为基础油的润滑油对环境的污染作用和石油资源的逐渐减少,研制和开发新型的、可生物降解的绿色润滑油代替矿物油具有重大的社会和经济意义。 本文采用可再生资源原料为主要原料,通过两步酯化反应合成了一系列混合酯基础油,并对它们的性能进行了研究,通过这些研究为合理地利用可再生资源,开发绿色润滑油提供依据。主要工作如下: 以新戊二醇和二元酸(壬二酸、癸二酸等)为原料,按照不同的比例先反应生成不同分子量的低聚物中间体,收率达93%以上;中间体再与油酸或菜籽油酸酯化得到一系列不同粘度的混合酯基础油,收率在89%以上。两步反应均是以对甲苯磺酸为催化剂,甲苯为带水剂,反应温度140~150℃,反应时间1h。采用红外光谱对混合酯结构进行了表征。 考察了各系列混合酯的流变性能、氧化稳定性、热稳定性、摩擦学性能和生物降解性。结果表明:壬(癸)二酸新戊二醇脂肪酸混合酯40℃的粘度在100~300 mm~2/s之间,粘度范围宽,粘度指数大于210,凝点低于—40℃;氧化前后酸值变化值和粘度变化率较小,氧化稳定性较好;分解温度均在300℃以上;承载能力P_B大于730 N,在此负荷下的磨斑直径小于0.42 mm;生物降解率在95%以上。是一类性能良好的绿色酯类润滑剂,可以用作高粘度润滑油基础油,润滑油粘度调节剂、粘度指数改进剂等。邻苯二甲酸新戊二醇脂肪酸混合酯的各种性能中,粘度指数和生物降解率相对差些,粘度指数在120~140之间,生物降解率73%多一点。

【关键词】:
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE626.3
【目录】:

  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-6
  • 目录6-8
  • 第一章 绪论8-22
  • 1.1 酯类润滑油的发展概况8-11
  • 1.2 绿色润滑油的定义11
  • 1.3 绿色润滑油的研究现状及发展方向11-14
  • 1.4 绿色润滑油的生物降解性14-18
  • 1.4.1 润滑油的生物降解机理14-15
  • 1.4.2 润滑油生物降解测试方法15-17
  • 1.4.3 具有生物降解性润滑剂的基础油17-18
  • 1.5 酯类润滑油的应用18-21
  • 1.5.1 喷气发动机润滑油18-19
  • 1.5.2 精密仪表油19
  • 1.5.3 压缩机油19
  • 1.5.4 车用发动机油19
  • 1.5.5 MQL加工油及多功能油19-20
  • 1.5.6 金属加工液20
  • 1.5.7 在橡胶和塑料加工中的应用20-21
  • 1.6 本课题选题依据和研究内容21-22
  • 第二章 混合酯的分析方法22-35
  • 2.1 混合酯的物性分析22-26
  • 2.1.1 凝点22-23
  • 2.1.2 粘度23-25
  • 2.1.3 粘度指数的计算25-26
  • 2.2 产物化学分析方法26-35
  • 2.2.1 酸值26-27
  • 2.2.2 羟值27-28
  • 2.2.3 中间体平均分子量和聚合度的确定28-29
  • 2.2.4 皂化值29
  • 2.2.5 氧化稳定性29-30
  • 2.2.6 热稳定性30
  • 2.2.7 摩擦学性能30-33
  • 2.2.8 生物降解性33-35
  • 第三章 混合酯基础油的合成35-45
  • 3.1 实验部分35-36
  • 3.1.1 试剂35-36
  • 3.1.2 仪器36
  • 3.2 实验反应机理及合成路线36-38
  • 3.2.1 反应机理36
  • 3.2.2 合成路线36-38
  • 3.3 中间体1及混合酯的合成38-39
  • 3.3.1 菜籽油酸的制备38
  • 3.3.2 中间体1的合成38
  • 3.3.3 混合酯的合成38-39
  • 3.4 实验条件对反应的影响39-41
  • 3.4.1 新戊二醇与二元酸摩尔比对中间体1聚合度的影响39-40
  • 3.4.2 带水剂对中间体1聚合度的影响40-41
  • 3.4.3 n_(油酸)/n_(中间体)对混合酯合成的影响41
  • 3.5 混合酯的皂化值41-42
  • 3.6 混合酯的红外表征42-44
  • 3.7 小结44-45
  • 第四章 混合酯基础油的性能研究45-55
  • 4.1 实验仪器45
  • 4.2 流变学性能45-48
  • 4.2 氧化稳定性48-50
  • 4.3 热稳定性能50-52
  • 4.4 摩擦学性能52
  • 4.5 生物降解性能52-54
  • 4.6 小结54-55
  • 第五章 结论55-56
  • 参考文献56-61
  • 致谢61-62
  • 附录62
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