含硫極壓抗磨劑在綠色潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)油中的摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，伴隨著工業(yè)的快速發(fā)展，潤(rùn)滑劑的廣泛使用，由此造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重。由于傳統(tǒng)的以礦物油為基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑劑生物降解能力差，對(duì)環(huán)境有毒害作用，使人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重威脅。隨著人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，環(huán)保法規(guī)日趨完善，國(guó)際社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視與日俱增，為了適應(yīng)環(huán)保發(fā)展的需要，世界上許多國(guó)家先后提出要使用不污染和不危害環(huán)境的綠色潤(rùn)滑劑，并積極開(kāi)展了相關(guān)的研究。 礦物基潤(rùn)滑劑與綠色潤(rùn)滑劑在理化性質(zhì)、摩擦學(xué)性能和生物降解

2、性能方面存在許多差異，研制開(kāi)發(fā)新型綠色潤(rùn)滑劑首先應(yīng)對(duì)這些差異進(jìn)行深入的研究，本文在分析不同種類潤(rùn)滑劑的理化性質(zhì)和生物降解性能基礎(chǔ)上，以菜籽油為基礎(chǔ)油，含硫添加劑為極壓抗磨劑，通過(guò)大量的的摩擦學(xué)試驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)代表面分析技術(shù)對(duì)含硫極壓抗磨劑與菜籽油的摩擦規(guī)律進(jìn)行了全面的分析研究，揭示了含硫極壓抗磨劑在金屬表面的作用機(jī)理，系統(tǒng)地研究和探討了含硫添加劑在菜籽油中的響應(yīng)性和摩擦學(xué)性能，同時(shí)對(duì)不同功能添加劑與含硫添加劑在菜籽油中的配伍性能進(jìn)行了分析。

3、 經(jīng)過(guò)分析和探討各種潤(rùn)滑劑的生物降解機(jī)理及降解能力，得出潤(rùn)滑劑的組成和結(jié)構(gòu)是決定其生物降解能力的重要因素。通過(guò)表面分析技術(shù)對(duì)磨斑表面的分析，認(rèn)為菜籽油的摩擦作用機(jī)理為油中的極性分子以物理吸附和化學(xué)吸附的形式參與潤(rùn)滑，其中飽和脂肪酸與摩擦金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成脂肪酸皂吸附膜，由于吸附膜的強(qiáng)度和形成金屬皂的熔點(diǎn)不高，所以植物油(菜籽油)只能在中等負(fù)荷、中等速度和中等溫度下起減摩和抗磨作用。通過(guò)對(duì)含硫添加劑在菜籽油中摩擦學(xué)性能研究和

4、磨斑表面分析，得出了不同負(fù)荷、不同摩擦?xí)r間、不同加量下，硫化異丁烯和硫化棉籽油在菜籽油中的極壓和抗磨規(guī)律，認(rèn)為硫化異丁烯在極壓性能和抗磨能力方面均優(yōu)于硫化棉籽油；提出了含硫添加劑在菜籽油中的作用機(jī)理，認(rèn)為在較低的負(fù)荷和短的摩擦?xí)r間下，減緩摩擦和磨損的主要原因是硫化異丁烯、硫化棉籽油和菜籽油的活性基團(tuán)在摩擦表面形成的物理、化學(xué)吸附膜以及脂肪酸皂吸附膜。當(dāng)摩擦?xí)r間延長(zhǎng)、負(fù)荷增大時(shí)，添加劑和菜籽油中的極性基團(tuán)脫附，添加劑分解，活性元素硫與金屬

5、表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫化鐵及硫化鐵的氧化物硫酸鐵保護(hù)膜，新生的金屬表面也可生成氧化鐵，同時(shí)硫化鐵膜抗剪切強(qiáng)度大，提高了摩擦表面的承載能力。并且利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立了硫化異丁烯在菜籽油中摩擦規(guī)律的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型。 通過(guò)引入多效添加劑ZDDP，考察硫化異丁烯與ZDDP復(fù)配在菜籽油中的極壓抗磨機(jī)理，分析結(jié)果顯示，植物油三酸甘油脂和添加劑摩擦化學(xué)反應(yīng)在鋼球表面形成邊界潤(rùn)滑膜，此外單質(zhì)態(tài)的鋅原子沉積在金屬表面，形成鐵鋅固溶體，對(duì)摩擦表

6、面進(jìn)行改性，使材料的強(qiáng)度和硬度提高，從而增強(qiáng)抗磨性能。硫磷復(fù)配時(shí)，在多個(gè)活性元素的增效作用下，不僅提高了潤(rùn)滑劑的抗磨性能，還能提高極壓性能，但是在復(fù)配時(shí)要注意二者的含量平衡。 本文還以硫化異丁烯為極壓抗磨劑、T2O2為抗氧抗腐劑、T109為清凈劑、T152為分散劑、T612為粘度指數(shù)改進(jìn)劑在菜籽油中進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)硫化異丁烯、T202和T109復(fù)配時(shí)，硫化異丁烯與T109在承載性能方面有對(duì)抗效應(yīng)；當(dāng)硫化異丁烯、T2