一种有机硅改性植物油的制备及其性能表征.docx

一种有机硅改性植物油的制备及其性能表征王文平宋跃锋(合肥工业大学化学工程学院合肥230009)摘要甲醇与菜籽油进行酯交换反应，其产物先通过过氧乙酸环氧化，再用乙酸开环制备出一种菜籽油醇，该醇与有机硅进行反应，从而制备出一种润滑性能优异的润滑油基础油。红外光谱对该化合物进行了表征。四球磨机对其润滑性能进行考察发现，该化合物的摩擦系数为0.063，磨斑直径为0.493mm，而菜籽油的摩擦系数为0.132，磨斑直径为1.763mm。此结果表明，该化合物的润滑性能较菜籽油有很大改进。关键词菜籽油有机硅改性润滑油基础油SynthesisandCharacterizationofOrganicSiliconModifiedＲapeseedOilWangWenping，SongYuefeng(SchoolofChemicalEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009)AbstractAkindoflubricantbaseoilwithgoodlubricatingperformancewaspreparedbythetransesterificationofrapeseedoilwithmethanol，epoxidationwithperaceticacid，open-ringreactionwithaceticacidandreactionwithorganicsiliconinturn．Theas-preparedcompoundwascharacterizedbyIＲ．Thelubricatingpropertiesoftheas-preparedcompoundwasinvestigatedbyfourballmill，theresultsshowedthatthefrictioncoefficientis0.063，thewearscardiameteris0.493mm．Ascomparison，thefrictioncoefficientoftherapeseedoilis0.132andthewearscardiameteris1.763mm．Theresultsindicatedthatthelubricatingpropertiesofthecompoundhadbeenimprovedwell．KeywordsＲapeseedoil，Modifiedbyorganicsilicon，Lubricatingoil，Baseoil随着人们生活水平的不断提高、环保意识的增强，传统润滑油对环境的危害已经引起了人们的巨大关注，人们希望能用一种绿色环保的产品来替代［1～4］。传统润滑油基础油大多都是矿物油，属不可再生能源，因此寻找可再生的原料作为 润滑油用矿物油替代品引起科学家的兴趣。植物油具有生物降解性、无毒和可再生性，所以开发植物油作为润滑油基础油正在逐渐成为绿色环保润 滑剂研究的主流趋势［5，6］。植物油分子中大量双键的存在是导致植物油 氧化稳定性差的根本原因，而植物油中的油酸是 一种单不饱和脂肪酸，亚油酸和亚麻酸则分别含 有两个和三个双键，所以植物油中油酸含量越高， 亚油酸和亚麻酸含量越低，其氧化稳定性就越好［7～11］。本文通过化学改性的方法减少植物油中双键的含量，从而改善植物油的氧化稳定性，制 备出性能优异的润滑油基础油。由于有机硅具有很好的高低温性能和氧化稳定性，所以我们希望通过将其引入到植物油分子中，从而获得高低温 性能、氧化稳定性和润滑性较好的润滑油基础油。1实验部分1.1材料及主要仪器设备菜籽油，一级压榨;甲醇、氢氧化钾、氯化钠、 三乙胺、三甲基氯化硅均为分析纯;无水乙醚、乙 酸、过氧化氢均为化学纯。983型磁力搅拌机(巩义市予华仪器有限公司);SHB3S循环水式真空泵(郑州科贸有限公司);BC-Ｒ202B旋转蒸发器(上海贝凯生物化工设备公司);DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器;Spectrum100型FTIＲ红外光谱仪(美国PE公 司);MS-800型Shell式四球磨机。1.2制备工艺1.2.1菜籽油的酯交换反应称取干燥后的菜王文平男，48岁，博士，教授，从事高分子材料和精细化学品合成研究;E-mail:wwp65@sina．com2013-10-19收稿，2013-12-23接受籽油置于三口烧瓶中，60℃下缓慢滴加入一定量的氢氧化钾甲醇溶液，滴加完毕后保温反应1h。 将产物洗涤至中性，除水干燥，得到酯交换产物脂 肪酸甲酯油［12～14］。1.2.2脂肪酸甲酯油的环氧化在60℃下，向 脂肪酸甲酯油、乙酸和催化剂的混合体系中滴加 一定量的过氧化氢(过氧化氢和乙酸的摩尔比为1.2∶1)，控制滴加速度，滴加完毕后保温4h。将 产物洗涤至中性，除