纳米羟基硅酸镁的合成及在润滑领域的应用研究

发布时间：2020-05-12 23:21

【摘要】：作为一种新型润滑固体添加剂,羟基硅酸镁纳米粉体具有诸多优良特性,在摩擦磨损测试中展现出了优秀的承载能力。它能在金属接触表面生成减摩抗磨性能良好的保护层,是具有原位自修复功能的环境友好型添加剂。本文通过模拟天然羟基硅酸镁的形成条件,在碱性水热环境下,首先利用连续有序可控爆发性成核纳米粉体新技术制备纳米MgO和活性SiO2,以纳米级的MgO和SiO2做为前驱体,选取不同的反应时间、PH值、温度制备了羟基硅酸镁粉体,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(IR)等手段对产物的结构进行表征。但是,目前对纳米羟基硅酸镁粉体的应用还存在很多阻碍,关键性问题是提高其分散稳定性。本实验通过水热合成法制备纳米羟基硅酸镁粉体。采用不同种类的改性剂对纳米羟基硅酸镁进行改性,分别研究了硼酸酯偶联剂(P)、硅烷偶联剂KH-560(G)、硬脂酸(YZ),钛酸酯偶联剂(T)、司盘80(S)、吐温80(T80)、油酸(Y)7种表面改性剂以及他们的复合表面改性剂对纳米羟基硅酸镁粉体在润滑油中分散性能的影响。将改性后的羟基硅酸镁分散到基础油中,静置数天,测量沉降高度,采用沉降高度的数值初步评估羟基硅酸镁颗粒的改性效果。沉降高度数值越小,说明改性样品在基础润滑油中的分散效果越好,粉体的改性效果就越好。确定硅烷偶联剂KH-560(G)、钛酸酯偶联剂(T)以及司盘80(S)以1:1:1复配型表面活性剂(G1T1S1)作为纳米羟基硅酸镁粉体的改性剂。研究结果表明,纳米羟基硅酸镁粉体的分散效果与表面活性剂的使用量、分散温度以及分散时间的增加呈现先增大后减小的趋势。通过对沉降实验数据的统计分析,得到了改性羟基硅酸镁纳米粉体的优化条件:改性剂用量5%、改性温度85℃、改性时间40min。最后通过摩擦磨损实验研究纳米羟基硅酸镁粉体的摩擦学性能。将修饰好的纳米羟基硅酸镁加入PAO8中,分散均匀后进行摩擦学性能测试,与空白样对比,能明显的缩小摩擦痕迹,提高脂的极压性能;使摩擦系数更稳定,且温升降低;与其他添加剂不同的是纳米羟基硅酸镁表现出了独特的自修复功能,在摩擦表面形成一层黑色保护层,摩擦实验连续进行30h时磨斑直径达到稳定。
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;TE624.82

【参考文献】