新型含硼润滑油添加剂制备及其摩擦学性能研究-有机化学专业论文.docx

摘要随着人们环境保护意识的不断增强，人类已经越来越多地把注意力集中在赖以生存的自然环境所面临的问题，为了减少传统的润滑油对环境造成的污染，可生物降解润滑剂的开发和研究工作在国内外得到了广泛的重视。因此，进行环境友好润滑剂研究具有极为重要的意义。本文通过合理的分子设计，设计出两类含硼润滑油添加剂，并在实验室进行合成，测试了其在菜籽油基础油中的摩擦学性能，考察了与其它添加剂之间的配伍性。具体研究内容如下：(1)分别以2．巯基苯并噻唑和硼酸钡为原料合成了四种杂环硼酸酯和两种烷氧基硼酸钡，通过红外，元素分析，核磁共振氢谱等方法对结构进行表征。(2)考察了添加剂的油溶解性、热稳定性、耐腐蚀性、生物降解性。在此基础上，探讨了分子结构与性能之间的关系及对性能的影响。结果表明：上述添加剂具有良好的油溶解性、耐铜片腐蚀性、热稳定性(四种杂环硼酸酯的失重75％时的分解温度大于420℃，烷氧基硼酸钡失重75％的分解温度大于250*(2，说明添加剂的热稳定性良好)。生物降解性能方面，以正辛氧基硼酸酯的生物降解率最高为89％，除环己氧基硼酸酯的生物降解率为60％外，其它五种添加剂的生物降解率都在70％以上，属于可生物降解润滑油添加剂。(3)采用MRS．10A型四球摩擦磨损试验机考察了四种杂环硼酸酯，两种烷氧基硼酸钡在菜籽油中的摩擦学性能。结果表明：六种添加剂均具有良好抗磨减摩性能，其中极压性能以十二烷硫基硼酸酯最好，达到1270N，与菜籽油基础油5lON相比增幅超过150％，四种杂环硼酸酯添加剂的极压性能都优于二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP) 的极压性能；抗磨性能以正辛氧基硼酸酯的效果最佳，它在392N载荷下的磨斑直径仅为0．32ram(仅为菜籽油基础油在相同试验条件下磨斑直径的一半)；环己氧基硼酸酯的减摩性能最好，研究还发现四种杂环硼酸酯在490N下的摩擦系数比392N载荷下的摩擦系数更低；两种烷氧基硼酸钡的减摩效果与菜籽油基础油相似。‘(4)采用扫描电子显微镜(SEM／EDS)，X射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面分析结果表明：杂环硼酸酯添加剂在摩擦表面形成了含Fe2(S04)3和FeS2等化学反应膜和含硼的吸附膜。在摩擦过程中发生了化学反应，生成的化学反应膜和吸附膜，改善了菜籽油的摩擦学性能。(5)通过合理地选用基础油和添加剂，应用正交设计实验，选用线性逐步回归对实验结果进行处理，分析了添加剂和基础油之间的响应性和配伍性，得出了15W／40CNG／汽油两用燃料油的最优化配方；同时进行了研制油与进口油品的性能的对照实验。结果表明：合成的添加剂与其它添加剂之间具有良好的配伍性，研制油的性能优于进口油，质量达到了15W／40CNG／汽油两用燃料润滑油的性能要求，说明上述配方是切实可行的。关键词含硼添加剂，抗磨，减摩，机理，配伍性HABSl7RACTTherehasbeenallincreasinginterestinenvironmentproblemalongwiththestrengtheningofenvironmentalprotectionconsciousnessofthe world．Inorder todecreasetheenvironmentalpollutioncausedbytraditionallubricants。moreandmorepeoplearefocusedontheresearchanddevelopmentofbiodegradability1ubricantsathomeandabroad．Itisnecessarytoresearchanddevelopenvironmentalfriendlylubricantsinourcountry．Frommoleculardesign,twoseries，6kindsofadditiveshavebeendesignedandsynthesizedbyusing2-thioxobenzo[d]thiazolcompoundasmaterial．AnothertwokindsofadditivesweresynthesizedfrommaterialofBaB407．TheirmainchemicalstructureswerecharacterizedbyusingIR,EA，1HNMR．Theirtribologicalproperities，sensitivityandcompatibilityamongadditivesandbaseoilswerestudiedbyaseriesoftexts．Specificstudycontentsare asfollows：(1)6kindsofadditivesdesignedandsynthesized．T11e