新型含硼苯并噻唑酯類衍生物潤滑添加劑的合成及摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,研發(fā)多功能環(huán)保型潤滑油添加劑是摩擦學(xué)領(lǐng)域研究的方向,含硼添加劑優(yōu)越的綜合性能已受到人們廣泛關(guān)注。菜籽油是一類性能優(yōu)良的潤滑油,具有粘度指數(shù)高、較好的潤滑性能,可生物降解以及低毒等優(yōu)點。在菜籽油中加入各種添加劑可以改善其極壓抗磨、抗氧化以及抗腐蝕等性能,是一類符合環(huán)保要求并具有競爭力的綠色潤滑油。
　　 本文通過合理的分子設(shè)計,合成了六種苯并噻唑硼酸酯類化合物,采用紅外、元素分析等手段對化合物進行了結(jié)構(gòu)表征

2、,以菜籽油為基礎(chǔ)油考察了其理化性質(zhì)及摩擦學(xué)性能,探討了抗磨減摩作用機理。具體研究內(nèi)容如下:
　　 (1)以2-巰基苯并噻唑為起始原料合成了六種苯并噻唑硼酸酯類化合物,通過紅外,元素分析等方法對其結(jié)構(gòu)進行了表征。結(jié)果表明,所合成的化合物與分子設(shè)計結(jié)果一致。
　　 (2)考察了添加劑在菜籽油中的溶解性能、熱穩(wěn)定性、銅片腐蝕性、粘度等理化性質(zhì)。結(jié)果表明,苯并噻唑硼酸酯類化合物作為潤滑油添加劑都具有良好的油溶性、抗腐蝕性能和較高

3、的熱穩(wěn)定性。
　　 (3)采用MRS-10A型四球摩擦磨損試驗機考察了六種添加劑的摩擦學(xué)性能,同時探討了分子結(jié)構(gòu)與摩擦學(xué)性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明,六種添加劑改善菜籽油極壓性能的最佳添加量為2.0％-4.0％。其中DSOEB的載荷性能最為優(yōu)異,當(dāng)其含量為4.0％時,PB值達到最大1140N,增幅為93％。含BNS-2試油的抗磨減性能最優(yōu)。摩擦磨損試驗表明,該類添加劑的摩擦學(xué)性能隨著分子結(jié)構(gòu)不同而存在一定差異。在相同試驗條件下,與直

4、鏈烷基相比,其中分子內(nèi)存在環(huán)烷基對添加劑的性能改善更為突出;含直鏈烷基的苯并噻唑硼酸酯添加劑的減摩性能稍微優(yōu)于含支鏈烷基的酯添加劑;含有烷硫基的苯并噻唑酯的抗磨減摩性能優(yōu)于含烷氧基的苯并噻唑酯。
　　 (4)分別對含1.0％BNS-2試油、1.0％DOEB試油、1.0％LBNS試油潤滑下,下試球磨斑表面進行XPS分析,推斷其機理如下:在摩擦初始階段基礎(chǔ)油和添加劑相互競爭吸附在鋼球表面形成潤滑油膜。但隨著試驗時間的延長,金屬表面溫

5、度升高,在邊界潤滑條件下,在機械剪切作用及其他摩擦誘導(dǎo)作用的影響下,添加劑會與摩擦副表面發(fā)生復(fù)雜的摩擦化學(xué)反應(yīng),生成無機鹽膜或添加劑發(fā)生分解,生成含氮、硫有機化合物吸附在金屬表面上。是吸附膜和摩擦化學(xué)反應(yīng)膜共同作用發(fā)揮了有效的抗磨減摩性能。
　　 (5)在含1.0％LBNS試油潤滑下,對其下試球表面.Ar+刻蝕5min后分析其全譜圖發(fā)現(xiàn),次表面仍存在C、O、Fe元素,但C、O峰變?nèi)?Fe峰增強,這表明刻蝕后,表面膜逐漸被除去,基