胺类和酚类抗氧剂合成方法及其在酯类油中热氧化机理研究
发布时间：2024-01-25 12:05
随着汽车、航空航天、大型船舶等领域对机械零部件耐高温、抗重载、长寿命周期等性能的要求的不断提高,科研人员将如何提升合成润滑油使役性能作为机械系统润滑剂的突破方向,以期实现在苛刻工况下的高可靠性、高效率润滑。其中,合成润滑油抗氧化添加剂开发及合成润滑油抗氧化性能研究是重点工作,意义重大。本文以国家重点基础研究发展计划课题“润滑添加剂的减摩抗氧化特性及其对合成润滑油使役行为的作用规律”为依托,以三羟甲基丙烷油酸酯(TMPTO)合成酯类基础油为对象,开发胺类和酚类抗氧化添加剂,研究添加剂对合成酯类基础油基本理化性能与热氧化性能的影响规律,为高性能合成润滑油及其抗氧化添加剂的发展提供试验数据和理论基础。本文分别提出了一种采用离子液体催化合成烷基二苯胺抗氧剂的新方法,一种一步合成3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯的新方法。试验测试了不同热氧化条件下,合成的抗氧添加剂对TMPTO基础油的主要理化性能、分子官能团结构和摩擦学性能的影响。热氧化性能实验数据表明:在135℃热氧化480h条件下,胺、酚组合抗氧剂对TMPTO粘度增长抑制效果稍好,丁基辛基二苯胺对TMPTO总酸值增长的抑制效...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 合成润滑油的氧化机制
1.3 抗氧化添加剂的性能与机理
1.3.1 胺类化合物
1.3.2 受阻酚类化合物
1.3.3 有机硫化物
1.3.4 有机磷化物
1.3.5 有机硫磷化物
1.3.6 其他抗氧剂
1.4 典型抗氧剂的合成方法
1.5 润滑油的分子动力学和热动力学研究
1.5.1 分子动力学模拟
1.5.2 热分析动力学
1.6 主要研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.2 合成方法
2.2.1 离子液体的合成
2.2.2 二烷基二苯胺的合成
2.2.3 3 -(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸烷基醇酯的合成
2.3 试验方法
2.3.1 主要理化性能测试
2.3.2 摩擦学性能测试
2.3.3 红外光谱及拉曼光谱表征
2.3.4 气相色谱-质谱(GC-MS)联用表征
2.3.5 热分析测试
2.4 ReaxFF MD模拟润滑油热氧化反应
2.4.1 ReaxFF MD简介
2.4.2 润滑油热氧化反应模型的构建与设置
第三章 离子液体催化合成丁基辛基二苯胺
3.1 不同离子液体的催化活性
3.2 离子液体催化性能对合成二烷基二苯胺的影响
3.3 反应条件对合成二烷基二苯胺的影响
3.3.1 催化剂用量对合成二烷基二苯胺的影响
3.3.2 配比及其反应时间分别对合成二烷基二苯胺的影响
3.3.3 反应温度分别对合成二烷基二苯胺的影响
3.4 小结
第四章 一步法合成3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯
4.1 反应过程及机理
4.2 反应条件对合成抗氧剂选择率的影响
4.2.1 催化剂含量的影响
4.2.2 反应配比的影响
4.2.3 反应温度的影响
4.2.4 反应时间的影响
4.2.5 溶剂用量的影响
4.3 小结
第五章 抗氧剂对TMPTO润滑油热氧化特性的影响
5.1 热氧化对添加抗氧剂的TMPTO理化性能及摩擦学性能的影响
5.1.1 抗氧剂对润滑油色泽的影响
5.1.2 抗氧剂对润滑油粘度变化的影响
5.1.3 抗氧剂对润滑油总酸值变化的影响
5.1.4 抗氧剂对润滑油摩擦学性能的影响
5.2 热氧化对添加抗氧剂的TMPTO分子结构的影响
5.2.1 红外光谱结果与讨论
5.2.2 拉曼光谱结果与讨论
5.3 小结
第六章 基于热分析方法的添加剂抗氧化性动力学研究
6.1 热氧化动力学方程建立
6.1.1 热重法
6.1.2 差热分析法
6.1.3 差示扫描量热法
6.2 热分析动力学研究添加剂对反应活化能的影响
6.2.1 TG/DTA的试验结果
6.2.2 DSC的试验结果
6.3 PDSC验证抗氧剂对TMPTO抗氧化能力的影响
6.4 小结
第七章 基于抗氧剂作用下润滑油热氧化的分子动力学模拟
7.1 基础油的ReaxFF MD模拟结果
7.2 不同抗氧剂作用下润滑油的ReaxFF MD模拟结果
7.2.1 有机分子数的模拟结果
7.2.2 润滑油A的模拟反应过程
7.2.3 润滑油B的模拟反应过程
7.2.4 润滑油C的模拟反应过程
7.2.5 润滑油D的模拟反应过程
7.3 抗氧剂在基础油TMPTO中的作用机制
第八章 结论
8.1 论文的主要结论和创新点
8.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况
作者简介
本文编号：3884785
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 合成润滑油的氧化机制
1.3 抗氧化添加剂的性能与机理
1.3.1 胺类化合物
1.3.2 受阻酚类化合物
1.3.3 有机硫化物
1.3.4 有机磷化物
1.3.5 有机硫磷化物
1.3.6 其他抗氧剂
1.4 典型抗氧剂的合成方法
1.5 润滑油的分子动力学和热动力学研究
1.5.1 分子动力学模拟
1.5.2 热分析动力学
1.6 主要研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.2 合成方法
2.2.1 离子液体的合成
2.2.2 二烷基二苯胺的合成
2.2.3 3 -(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸烷基醇酯的合成
2.3 试验方法
2.3.1 主要理化性能测试
2.3.2 摩擦学性能测试
2.3.3 红外光谱及拉曼光谱表征
2.3.4 气相色谱-质谱(GC-MS)联用表征
2.3.5 热分析测试
2.4 ReaxFF MD模拟润滑油热氧化反应
2.4.1 ReaxFF MD简介
2.4.2 润滑油热氧化反应模型的构建与设置
第三章 离子液体催化合成丁基辛基二苯胺
3.1 不同离子液体的催化活性
3.2 离子液体催化性能对合成二烷基二苯胺的影响
3.3 反应条件对合成二烷基二苯胺的影响
3.3.1 催化剂用量对合成二烷基二苯胺的影响
3.3.2 配比及其反应时间分别对合成二烷基二苯胺的影响
3.3.3 反应温度分别对合成二烷基二苯胺的影响
3.4 小结
第四章 一步法合成3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯
4.1 反应过程及机理
4.2 反应条件对合成抗氧剂选择率的影响
4.2.1 催化剂含量的影响
4.2.2 反应配比的影响
4.2.3 反应温度的影响
4.2.4 反应时间的影响
4.2.5 溶剂用量的影响
4.3 小结
第五章 抗氧剂对TMPTO润滑油热氧化特性的影响
5.1 热氧化对添加抗氧剂的TMPTO理化性能及摩擦学性能的影响
5.1.1 抗氧剂对润滑油色泽的影响
5.1.2 抗氧剂对润滑油粘度变化的影响
5.1.3 抗氧剂对润滑油总酸值变化的影响
5.1.4 抗氧剂对润滑油摩擦学性能的影响
5.2 热氧化对添加抗氧剂的TMPTO分子结构的影响
5.2.1 红外光谱结果与讨论
5.2.2 拉曼光谱结果与讨论
5.3 小结
第六章 基于热分析方法的添加剂抗氧化性动力学研究
6.1 热氧化动力学方程建立
6.1.1 热重法
6.1.2 差热分析法
6.1.3 差示扫描量热法
6.2 热分析动力学研究添加剂对反应活化能的影响
6.2.1 TG/DTA的试验结果
6.2.2 DSC的试验结果
6.3 PDSC验证抗氧剂对TMPTO抗氧化能力的影响
6.4 小结
第七章 基于抗氧剂作用下润滑油热氧化的分子动力学模拟
7.1 基础油的ReaxFF MD模拟结果
7.2 不同抗氧剂作用下润滑油的ReaxFF MD模拟结果
7.2.1 有机分子数的模拟结果
7.2.2 润滑油A的模拟反应过程
7.2.3 润滑油B的模拟反应过程
7.2.4 润滑油C的模拟反应过程
7.2.5 润滑油D的模拟反应过程
7.3 抗氧剂在基础油TMPTO中的作用机制
第八章 结论
8.1 论文的主要结论和创新点
8.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况
作者简介
本文编号：3884785
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3884785.html
