油溶性四氮唑衍生物的合成及其摩擦学特性的研究.pdfVIP

任天辉等 油溶性四氮唑衍生物的合成及其摩擦学特性研究 47 油溶性四氮唑衍生物的合成及其瘁擦学特性研究· 任天辉8’b刘红。乌学东8王大璞a刘维民。 (a上海交通大学化学化工学貌化工系 上海闲行20∞40) (b华东交通大学应用化学研究所 南昌330013) (c中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑开放研究实验室 兰：}}l730000) 摘要本文合成了两个新型油溶性N一烷基化四氮唑衍生物。通过元素分析和红外、禳一质联用等分析 对其化学结构进行了鉴定。在四球摩擦磨损试验机和洲摩擦磨损试验机上考寨了它们辩加 于液体石蜡中的承虢船力和抗磨减摩性能。研究结果表明，台西氮睦盲能团的衍生衡举加于矿 糖油中具有非常好的承载能力和抗磨减摩性能．在添加浓度为o．5wt％时，邵星现出极其优良的 抗磨性能，尤其是在高负荷下抗磨减摩能力显著。 关键词润滑油添加荆四氨唑衍生物极压抗磨减摩 引言 润滑剂添加荆摩擦化学是当前国际上涉及材料、化学和摩擦学等多学科的前沿交叉研 究领域。设计合成或选择具有不同分子结构的模型化合物，研究其摩擦学特性和摩擦过程 作用机理是该新兴交叉学科的重要研究内容之一…。 具有致密化学结构的杂环化合物及其衍生物作为润滑油防锈荆、抗氧防腐剂和金属致 钝剂已得到广泛应用。迄今为止，已有学者在这方面做了大量研究工作。业已发现某些台杂 等)的衍生物作为多功嚣润滑油艏褪加剂 环官能团(如f1，飞旷专r、ffV’j。 、／、V、≮≯√、。彰“一 具有比当前工业上常用的多功能润滑添加剂zDDP更优异的综合摩擦学性能【2一】。 作者曾对五元杂环化合物中氮原子个数与其摩擦学特性问的关系进行过研究，发现五 元杂环结构中氮原子个数越多抗磨减摩性能越好[4．5】。根据这一规律可以推知五元杂环结 构中含有四个氮原子的四氮唑化合物应该具有更优良的摩擦学特性。但是．至今尚未见有 关报道。 为了研究四氮唑衍生物的摩擦学特性和摩擦磨损作用机理，并解决其油溶性差等问题， 作者进行了本文的研究。 1实验部分 1．1基础润滑油和所用添加剂 基础润滑油是采用化学纯液体石蜡。 所用N一烷基化四氮唑衍生物添加剂为参考相关文献[61实验室自制。所合成的目标亿 合物进行了柱层析分离提纯，弗进行了元素分析、红外光谱分析和液相色谱一质谱联用分 ·霹家自然科学基全资助项目“杂环衍生物多功能润滑添加射的合直置其摩肇化学研克“；项耳■ 号 48 ’99摩擦材料与减摩耐磨技术学术会议论文集 析，结果表明所合成的产物为日标化合钧，且其中N一1和N一2位取代的同分异构休古量 沈搠约为1：1。热重分析结果说明这两个四氮唑化合物热分解激度均高于246C。它们的 分子结构、化学名称和英文代号见表1。 裹1 四氮唑衍生物承加剂的化学结构、化学名称和殛英文代号 1Ⅲ2一正辛t一5一苄基四氯噎I放M)5一苄基四氯睦一1or2一基乙酸正辛■【刁孤) ㈨一n◎q_《蛩一队川，n 1．2试验方法租设备 匿氮唑衍生物添加荆添加于液体石蜡中的最大无卡咬负荷(PB值)和摩擦磨损性能是 在MRS一10A型四球式摩擦磨损试验机和SRV微动摩擦磨损试验机上测得。最大无卡咬 测试条件为：转速1450转／分，室温，时闻30分钟。试验用钢球为兰州轴承厂生产Ⅱ级 为50Hz，时间为30rain，室温。 2试验结果与讨论 2．1最大无卡瞳负荷(PB值)： 绪粜表明，四氮畦衍生物添加刺以1wt％或2wt％的添加量添加于基础润滑中可明显提高 基抽油的PB值，即四氮唑官能团在边界润滑条件下可形成有效的耐极压摩擦化学反应膜， 具有良好的承载能办。 裹2 基础油和禽添抽荆镧滑油样品的PB值 2．2抗量损性能 图1是磨斑直径一添加剂添加量曲线(负荷为300N)。从图1的试验结果可以看出：含 重的增加其抗磨性能变化不大。 图2是磨斑直径一负荷曲线。从图2的试验结果可以看出：含四氮睦官能团的ZOA和 能团在苛刻的