聚甲基丙烯酸酯类润滑油粘指剂制备及其润滑特性研究
发布时间：2021-01-18 12:57
绝大多数基础油由于其自身的一些缺陷而导致粘温性能较差,为了解决这一问题,人们通常在润滑油中添加粘度指数改进剂,这也是最为有效且成本相对较低的方法,然而在加入粘指剂之后可能会对基础油的润滑特性带来些许改变。值得注意的是,当前的相关研究主要聚焦在粘指剂的配方改进及常规的性能表征,对于含粘指剂油在点、面接触副下的润滑油膜特性研究还缺乏较为系统的报道。本文主要对聚甲基丙烯酸酯类粘指剂的合成及其摩擦学性能进行了研究。全文主要包含了以下四个方面:甲基丙烯酸烷基酯与聚甲基丙烯酸酯的合成、表征及性能评价;含粘指剂油的点接触润滑油膜特性测量;含粘指剂油的摩擦磨损测量;含粘指剂油的面接触润滑油膜特性测量。首先,本文利用甲基丙烯酸和异构十二醇进行了酯化反应,并对产物进行了表征。另外又合成了聚甲基丙烯酸酯和分散型聚甲基丙烯酸酯系列化合物,探究了组分变化、聚合工艺等因素对聚合产物使用性能的影响。然后,采用点接触润滑油膜与摩擦力测量仪测量了含粘指剂油在纯滑、变滑滚比下的膜厚及摩擦力,分析了侧链烷基平均碳数、侧链异构化、杂原子类型、分子量等因素对于测量结果的影响。同时还对基础油150N和与含粘指剂油粘度相近的PAO...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Stribeck曲线
均方末端距的三次方呈现出正相关。Stambaugh 于 1997 年提出了相关理论方明了含粘指剂聚合物溶液的稠化粘度与聚合物分子量、浓度具有一定的数学[29]。由于 PMA 分子线团的空间尺度主要受温度影响，在低温下会因溶解性变导致线团收缩变小，使得聚合物对润滑油的粘度提升效应大幅度降低，进而影响润滑油的低温流动性，在高温下分子线团逐步膨胀，因而对润滑油具有的增稠作用，避免了润滑油过多的高温粘度损失[30]，PMA 的形态变化如图 示。在实际使用过程中，粘指剂的选用主要考虑到剪切安定性，由于润滑油用过程中不可避免的受到剪切作用，因而溶于其中的粘指剂分子很容易因为作用而产生形变，进而含粘指剂润滑油粘度会出现暂时或永久损失。当剪切达到 104s-1即可发生剪切变稀，随着剪切速率的进一步提升，聚合物分子会机械降解，再加上湍流效应的加剧，从而使得聚合物分子形变达到最大并伴烈的分子振动，这些均会导致分子主链断裂，Kopko 等人还列出了 PMA 的分与剪切安定性指数（SSI）和应用场合之间的关系图[31]。
0.5）下的摩擦力。Ilya I 等人针对含粘指剂等聚合物的牛顿和非牛顿流体在等温线接触下流体动力学问题进行了建模，模拟结果显示在纯滚、滑滚和纯滑状态下均会出现不同程度的粘度损失，且纯滑状态下粘度损失高达 70%，由于考虑了降解因素，因而该模型还可以用于评估润滑剂寿命[56]。Joshua 等人合成了 3~6 臂的星状 PMA，基于表面吸附原理检验了其摩擦学性能（COF），结果表明臂数小于 4的星状 PMA 会明显减小摩擦[57]。常彬等人对粘指剂在 100℃以上的增粘性能进行了探究，结果表明随着温度的升高，增粘效果会逐渐丧失[58]。张继平等人利用光亮油作为基础油，探究了不同种类粘指剂对基础油各项性能的影响，结果表明粘指剂可提高粘度指数和极压抗磨性能[59]。姚亚平利用 Kraemer 和 Patton 等方程得出了稠化油的粘度变化规律[60]。孙捷等人通过行车实验，得出了含粘指剂润滑油会造成重负荷卡车的低温启动性问题[61]。徐志方等人研究了含不同粘指剂油的点接触成膜特性，并建立了弹流润滑数学模型，并通过实验数据对模型进行了优化[62]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]润滑油添加剂—抗泡剂[J]. 卞森,费逸伟,姚婷. 当代化工. 2016(01)
[2]防锈油的研究进展[J]. 欧阳平,蒋豪,张贤明,陈凌,刘先斌,夏炳均. 应用化工. 2015(05)
[3]油性剂的合成及其减摩性能的研究现状[J]. 张芹,石薇薇. 润滑与密封. 2014(10)
[4]黏度指数改进剂对光亮基础油性能的影响[J]. 张继平,裴明刚,糜莉萍,续景. 润滑与密封. 2014(08)
[5]双层辉光等离子制备TiN渗镀层摩擦学性能研究[J]. 王成磊,高原,刘燕萍,徐晋勇. 应用基础与工程科学学报. 2012(05)
[6]极压抗磨剂的发展现状及作用机理研究[J]. 杨宏伟,杨士亮,孙世安,吴超. 当代化工. 2012(09)
[7]国内外润滑油添加剂现状与发展趋势[J]. 唐晖,李芬芳. 合成润滑材料. 2010(04)
[8]微型滑块面接触润滑油膜测量系统[J]. 马冲,郭峰,付忠学,杨淑燕. 摩擦学学报. 2010(04)
[9]粘度指数改进剂的发展及研究现状[J]. 张心玲,安文杰. 润滑油与燃料. 2010(Z1)
[10]利用Stribeck曲线评价润滑油性能的方法研究[J]. 李鹤尊,张晓昊. 润滑油. 2009(05)
博士论文
[1]基于恢复时间的剪稀模型及其在弹流润滑中的应用[D]. 杨萍.青岛理工大学 2018
硕士论文
[1]粘度指数改进剂对基础油成膜特性影响研究[D]. 徐志方.山东理工大学 2016
[2]高速电主轴滚动轴承油气两相流润滑试验研究[D]. 王志坤.东南大学 2005
本文编号：2984989
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Stribeck曲线
均方末端距的三次方呈现出正相关。Stambaugh 于 1997 年提出了相关理论方明了含粘指剂聚合物溶液的稠化粘度与聚合物分子量、浓度具有一定的数学[29]。由于 PMA 分子线团的空间尺度主要受温度影响，在低温下会因溶解性变导致线团收缩变小，使得聚合物对润滑油的粘度提升效应大幅度降低，进而影响润滑油的低温流动性，在高温下分子线团逐步膨胀，因而对润滑油具有的增稠作用，避免了润滑油过多的高温粘度损失[30]，PMA 的形态变化如图 示。在实际使用过程中，粘指剂的选用主要考虑到剪切安定性，由于润滑油用过程中不可避免的受到剪切作用，因而溶于其中的粘指剂分子很容易因为作用而产生形变，进而含粘指剂润滑油粘度会出现暂时或永久损失。当剪切达到 104s-1即可发生剪切变稀，随着剪切速率的进一步提升，聚合物分子会机械降解，再加上湍流效应的加剧，从而使得聚合物分子形变达到最大并伴烈的分子振动，这些均会导致分子主链断裂，Kopko 等人还列出了 PMA 的分与剪切安定性指数（SSI）和应用场合之间的关系图[31]。
0.5）下的摩擦力。Ilya I 等人针对含粘指剂等聚合物的牛顿和非牛顿流体在等温线接触下流体动力学问题进行了建模，模拟结果显示在纯滚、滑滚和纯滑状态下均会出现不同程度的粘度损失，且纯滑状态下粘度损失高达 70%，由于考虑了降解因素，因而该模型还可以用于评估润滑剂寿命[56]。Joshua 等人合成了 3~6 臂的星状 PMA，基于表面吸附原理检验了其摩擦学性能（COF），结果表明臂数小于 4的星状 PMA 会明显减小摩擦[57]。常彬等人对粘指剂在 100℃以上的增粘性能进行了探究，结果表明随着温度的升高，增粘效果会逐渐丧失[58]。张继平等人利用光亮油作为基础油，探究了不同种类粘指剂对基础油各项性能的影响，结果表明粘指剂可提高粘度指数和极压抗磨性能[59]。姚亚平利用 Kraemer 和 Patton 等方程得出了稠化油的粘度变化规律[60]。孙捷等人通过行车实验，得出了含粘指剂润滑油会造成重负荷卡车的低温启动性问题[61]。徐志方等人研究了含不同粘指剂油的点接触成膜特性，并建立了弹流润滑数学模型，并通过实验数据对模型进行了优化[62]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]润滑油添加剂—抗泡剂[J]. 卞森,费逸伟,姚婷. 当代化工. 2016(01)
[2]防锈油的研究进展[J]. 欧阳平,蒋豪,张贤明,陈凌,刘先斌,夏炳均. 应用化工. 2015(05)
[3]油性剂的合成及其减摩性能的研究现状[J]. 张芹,石薇薇. 润滑与密封. 2014(10)
[4]黏度指数改进剂对光亮基础油性能的影响[J]. 张继平,裴明刚,糜莉萍,续景. 润滑与密封. 2014(08)
[5]双层辉光等离子制备TiN渗镀层摩擦学性能研究[J]. 王成磊,高原,刘燕萍,徐晋勇. 应用基础与工程科学学报. 2012(05)
[6]极压抗磨剂的发展现状及作用机理研究[J]. 杨宏伟,杨士亮,孙世安,吴超. 当代化工. 2012(09)
[7]国内外润滑油添加剂现状与发展趋势[J]. 唐晖,李芬芳. 合成润滑材料. 2010(04)
[8]微型滑块面接触润滑油膜测量系统[J]. 马冲,郭峰,付忠学,杨淑燕. 摩擦学学报. 2010(04)
[9]粘度指数改进剂的发展及研究现状[J]. 张心玲,安文杰. 润滑油与燃料. 2010(Z1)
[10]利用Stribeck曲线评价润滑油性能的方法研究[J]. 李鹤尊,张晓昊. 润滑油. 2009(05)
博士论文
[1]基于恢复时间的剪稀模型及其在弹流润滑中的应用[D]. 杨萍.青岛理工大学 2018
硕士论文
[1]粘度指数改进剂对基础油成膜特性影响研究[D]. 徐志方.山东理工大学 2016
[2]高速电主轴滚动轴承油气两相流润滑试验研究[D]. 王志坤.东南大学 2005
本文编号：2984989
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