新型含氮硼酸酯极压抗磨剂的合成及摩擦性能研究

摘要

有机硼酸酯作为一种新型多功能润滑油添加剂，具有优秀的减摩抗磨性能。普通硼酸酯非常容易水解，造成添加剂中硼有效成分丢失，从而使润滑油的减摩、抗磨性能下降，在实际应用中受到限制。含氮硼酸酯由于氮的元素活性在一定条件下易与金属表面反应生成氮化物，而使硼酸酯的抗磨和摩擦改进性均有显著提高，且其水解稳定性、防锈性、抗氧化性均得到极大的改善。含氮硼酸酯是防锈性、抗氧化性和减摩抗磨性能优良的润滑油添加剂，由于接有胺基、丁二酰亚胺基、咪唑啉等基团，其氮原子上的孤对电子可与硼原子空轨道配位形成配位键，形成五元环、六元环结构，从而提高硼酸酯的水解稳定性。而且由于含氮硼酸酯分子中含有电负性大、原子半径小的氮原子和氧原子，使被吸附分子间产生氢键，缩小分子间距，增加单位面积上吸附的分子数，从而提高油膜强度、改善减摩抗磨性能。含有长链高碳醇硼酸酯的硼氮型极压抗磨剂具有较佳的极压、抗磨、减摩性能和优良的铜缓蚀效果，对油品的稳定性有显著提高，表现为油品温升小，试验前后油样不变色，无异味、无擦伤。 本课题主要是在前人研究工作基础上，合成了两种亚胺型的含氮硼酸酯极压剂。 1.邻氨基苯酚、苯甲醛、硼酸和十八醇反应，形成有一个五元环的含氮硼酸酯添加剂。经测试水解时间为15天。在液体石蜡基础油中，质量分数为3％时极压抗磨效果最好，磨斑直径减小22.62％，同时最大无卡咬负荷PB值增加了37.14％，烧结负荷PD值增加42.72％。 2.苯胺、水杨醛、硼酸和十八醇反应，形成有一个六元环的含氮硼酸酯添加剂。经测试水解时间为17天。在液体石蜡基础油中，质量分数为3％时极压抗磨效果最好，磨斑直径减小16.67％，PB值提高22.86％，PD值提高26.94％。 本文对上述两种体系，探索了合成工艺的适宜条件，并对合成产物进行了表征。性能测试数据显示，产品的抗磨性能较好，达到了预期结果。两种体系相比较，六元环比五元环的水解稳定性更好，但极压抗磨效果略差。

目录

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第一章绪论

1.1极压抗磨剂的研究进展

1.1.1含氯极压抗磨剂

1.1.2含硫极压抗磨剂

1.1.3含磷极压抗磨剂

1.1.4有机金属盐类极压抗磨剂

1.1.5含硼极压抗磨剂

1.1.6稀土化合物极压抗磨剂

1.1.7纳米粒子极压抗磨剂

1.2有机硼酸酯极压抗磨剂的研究进展

1.2.1有机硼酸酯极压抗磨剂

1.2.2其它有机硼极压抗磨剂

1.3含氮硼酸酯极压抗磨剂的研究进展

1.3.1含氮硼酸酯水解稳定性

1.3.2含氮硼酸酯摩擦性能研究

1.4润滑性能及其评价的有关方法

1.5四球摩擦磨损试验机

1.5.1四球试验机工作原理

1.5.2四球试验机的常规评定指标说明

1.6席夫碱及其应用研究进展

1.6.1席夫碱的发展状况

1.6.2席夫碱的应用

1.7选题目的和意义

第二章实验原理和实验设计

引言

2.1工艺流程图

2.2试剂与仪器

2.2.1实验试剂

2.2.2实验仪器

2.3实验装置图

2.4合成方法

2.5酯化率确定方法

第三章五元环新型含氮硼酸酯极压抗磨剂

引言

3.1反应原理

3.2工艺条件的确定

3.2.1反应时间和温度的确定

3.2.2物料摩尔比的确定

3.3结构与表征

3.3.1 FT-IR(KBr)谱图

3.3.2 UV谱图

3.3.3 1H NMR谱图

3.4水解性能研究

3.5极压抗磨性能测试

3.6本章小结

第四章六元环新型含氮硼酸酯极压抗磨剂

引言

4.1反应原理

4.2工艺条件的优化

4.2.1反应时间和温度的确定

4.2.2物料摩尔比的确定

4.3结构与表征

4.3.1 FT-IR(KBr)谱图

4.3.2 UV谱图

4.3.3 1H NMR谱图

4.4水解性能研究

4.5摩擦性能研究

4.6本章小结

结论及展望

参考文献

致谢

附录：硕士期间已发表的论文：