两种新型环境友好润滑剂及其润滑性和应用性研究

发布时间：2020-05-16 08:00

【摘要】： 随着世界工业化进程的发展,环境问题越来越受到人们的重视,发展环境友好润滑油对保护环境和生态具有重要的意义。目前常用的环境友好润滑油主要是酯类合成油和植物油,植物油是太阳能产物,是可再生性资源,但由于植物油分子中含有双键,氧化安定性差,且低温流动性差而限制了其实际应用。本文采用植物油异构化原理合成了二聚酸酯,大大改善了低温流动性;采用饱和双键同时异构化的途径合成了饱和的改性豆油,大大提高了豆油的抗氧性。同时考察了这两种合成油的摩擦学性能、流变学性能、氧化稳定性和生物降解性以及摩擦化学反应机理。此外,还对改性豆油和二聚酸二异辛酯的应用前景进行了初步探讨。通过优化合成条件试验合成了二聚酸系列酯油,它们的粘度指数较高(Ⅵ135～148),粘温性能好;倾点较低(-33~-49℃),远低于植物油的倾点。通过化学结构对性能影响的考察发现:随链长的增加,二聚酸酯的运动粘度增大,粘度指数增大,倾点下降,承载能力增强(PB增大),磨斑直径变小(抗磨性能增强);链长相同的二聚酸酯随分子支链的增加(异构化程度增大),运动粘度增大,粘度指数减小,倾点下降,抗磨性能加强,承载能力增强。合成的二聚酸系列酯中以二聚酸二异辛酯的流变学性能和摩擦学性能最好(VGl00#,Ⅵ141,倾点-49℃,P值92l N, D30,196N为0.48mm),其综合摩擦学性能优于性能较优越的季戊四醇酯(VG32#,Ⅵ140,倾点-35℃, PB值412 N, D30'196N为0.69mm)。由二聚酸二异辛酯润滑的钢球磨斑表面比季戊四醇酯、豆油和32号矿物油光滑,磨痕浅且尺寸较小,可能由于其分子链较长,吸附膜较厚所致。但二聚酸二异辛酯的双键仍存在,因而其氧化稳定性较差,还需进一步改进。为了饱和双键提高抗氧性,本工作采用环氧化豆油和乙酸异构化的新工艺进行了研究,制得了改性豆油。通过优化条件试验得到的改性豆油在40℃和100~C时的运动粘度特别大,分别为1469mm2/s和74.8 mm2/s,VI高达107,剪切率.SSI为4.9%;倾点为-12。C;D30,96N为O.30mm,PB值862N,其摩擦学性能优于豆油。通过对磨斑形貌进行XPS和AES分析发现:由改性豆油润滑的钢球磨斑表面光滑,磨痕浅且尺寸较小,优于光亮油250BS和豆油。AES分析发现以改性豆油为润滑剂的摩擦副的基体中氧的含量很高(高达78.9%);XPS分析发现磨斑表面仔在高价铁的氧化物。利
【图文】：

可生物降解润滑油,市场需求预测

图 1.1 可生物降解润滑油的市场需求预测[9]1.1 可以看出，在欧洲可生物降解润滑油的市场需求量由 19900 年的 10 万 t，相当于德国整个润滑油消费市场的 10%。范围内对环境友好润滑油产品还没有统一的标准，德国“蓝色油产品要求如下[10]：(1)生物降解性≥70%；（2）添加剂具有潜接受的生态毒性，总量≤5%；（3）产品不含氯和氮。

形貌,季戊四醇酯,形貌,二聚酸

图 3.17 二聚酸二异辛酯磨斑形貌图 3.18 季戊四醇酯磨斑形貌图 3.19 32 号矿物油磨斑形貌图 3.20 豆油磨斑形貌由图 3.17、3.18、3.19 和 3.20 可以看出：1）仅由二聚酸二异辛酯润滑时，其磨斑表面光滑，，磨痕浅且尺寸较小（0.48磨斑中有几条比较深的磨痕，这可能是因为在摩擦过程中磨下的磨屑造摩擦副的磨损以正常滑动磨损为主；
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH117.2

【引证文献】