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高性能复合型固体润滑剂的制备及研究

随着工业现代化的进一步推进，机械设备和零件的高负荷工作

和高速摩擦磨损已成为一种常见现象，润滑剂在机械设备中的

作用愈加重要。目前，固体润滑技术已成为润滑科技的研究热

点之一，在环保和高效性方面有很好的应用前景。本论文针对

固体润滑技术的研究进行了深入探讨，提出了一种高性能复合

型固体润滑剂的制备及研究方案。

一、复合固体润滑剂的制备

针对润滑剂的性能要求，我们采用多种复合材料来制备复合型

固体润滑剂。材料的配方如下：润滑剂-双硬脂酸铝；薄膜形

成剂-PEG-600；纳米二氧化硅；硅藻土。

1.1双硬脂酸铝的制备

以过量的硬脂酸在热氧气中氧化，生成直径在20~30nm的

双硬脂酸铝粉末。具体制备过程为：将2mmol的硬脂酸铝加

入50mL甲醇中，振荡至溶解，加入过量的硬脂酸溶解液，

加热至100℃，滴加30%氧气，反应12hleft。

1.2PEG-600的制备

以聚乙二醇（PEG）为起始原料，经催化加氢得到分子量为

600的聚乙二醇。不溶于水，但可与若干种有机溶剂相混合的

白色蜡状固体。

1.3纳米二氧化硅的制备

以硅酸钠作为硅源，在酸性体系中加热水解，得到粒径小于

20nm的二氧化硅溶胶。制备过程为：将硅酸钠逐渐滴加到盛

有过量稀盐酸的玻璃烧杯中，同时搅拌，加热并持续反应24h

left，冷却，得到二氧化硅稀溶胶。

1.4硅藻土的制备

以采自海南的硅藻土为原料，将其去除杂质和水分后，进行破

碎、筛选、焙烧处理，制得硅藻土粉末。

1.5复合型固体润滑剂的制备

将双硬脂酸铝、PEG-600、纳米二氧化硅以及硅藻土按照质量

比1:1:1:1混合均匀，再进行双螺杆挤出，制得成型的复合型

固体润滑剂，如图1所示：

二、复合固体润滑剂的研究

为了研究复合型固体润滑剂的性能，我们进行了XRD、SEM、

EDS、FT-IR、TGA等测试，结果如下：

2.1XRD测试结果

通过XRD测试结果可以看出，复合型固体润滑剂主要为无定

形态结晶，其中材料双硬脂酸铝和PEG-600均以复合物的形

式存在，表面积较大的纳米二氧化硅及硅藻土均以晶态相的方

式存在。

2.2SEM及EDS测试结果

图2和图3分别为复合型固体润滑剂的SEM和EDS测试结果。

其中，由纳米二氧化硅和硅藻土构成的复合物表面更加光滑均

匀，具有优异的机械强度。而含有PEG-600和双硬脂酸铝的

晶态物质则主要居于表面区域，其紧密结合的聚合物性能可以

发挥固体润滑的功能。此外，双硬脂酸铝和PEG-600分散在

复合物内，与纳米二氧化硅和硅藻土形成了特殊的物质结构，

不仅具有优异的润滑性能，而且具有稳定的高温摩擦学性能。

2.3FT-IR测试结果

对复合型固体润滑剂进行FT-IR测试，并根据结果绘制了如图

4所示的红外光谱图。其中复合物中的PEG-600和双硬脂酸铝

呈现出不同的吸收特征峰，且与硅藻土及纳米二氧化硅间互相

影响。

2.4TGA测试结果

通过复合型固体润滑剂的TGA测试结果，可以看出其热稳定

性极佳，并具有较好的分解机理，能够有效防止高速提高的热

环境对润滑材料的破坏。

三、结论

通过本文的研究，我们制备并研究了一种复合型固体润滑剂。

测试结果表明，该润滑剂具有多种优异性能，包括良好的润滑

性能、高温下的稳定性和高机械强度。该固体润滑剂的优点在

于杂质的控制以及在通风性能和耐用性之间的平衡。考虑到该

润滑剂的优秀性能，可以在机械制造、汽车、铁路及航天航空

等领域中得到广泛的应用。该固体润滑剂的高效性能可以使机

械设备尽可能地减少机械磨损、噪音污染和能源浪费。同时，

由于该润滑剂是固体的，因此它不会在使用过程中产生过多的

废物，有助于实现高效的环保生产。

根据以上测试结果，我们认为，复合型固体润滑剂中各种元素

之间的特殊互作机制是该润滑剂具有优异性能的原因，这种互

作机制发挥了润滑剂最大的优势。另外，复合型固体润滑剂的

制备方法简单易行，成本相对较低，因此具有较高的经济效益。

在未来的研究方向中，我们将继续探究复合型固体润滑剂配方

的优化、不同纳米材料的载体以及在不同机械设备中的适用性

和生产应用等方面的问题。我们的目标是制造更为高效和稳定

的、更具附加值和经济效益的润滑剂。

由于目前润滑剂市场上润滑剂种类繁多，采用合适的润滑剂使

机械设备达到最佳的工作状态是具有挑战性的。然而，由于复

合型固体润滑剂的高效性能和优