环氧烷烃类聚醚润滑油基础油的合成及性能研究

摘要

摩擦和磨损作为一种普遍的自然现象，不仅在运行中会消耗着能量，而且会影响机械的寿命。润滑是减少摩擦、减少甚至避免磨损的一种有效手段，良好的润滑可以产生良好的社会及经济效益，减少环境影响。现代社会对生产装备、机械设施润滑的要求越来越高，各个行业特别是汽车行业也在积极推进机油的更新换代。为了制造更高等级的润滑油，必须要有良好的润滑油基础油加工技术和良好的添加剂技术。现今，为制造高等级润滑油如SM、SN等级的机油，传统的矿物润滑油基础油已显得捉襟见肘，扩大半合成乃至全合成润滑油基础油的使用量以及使用范围势在必行。
　　本文主要根据不同环氧烷烃均聚醚的特性引入亲油性强的环氧丁烷链段，通过环氧烷烃的配比调节来控制提升醚类润滑油的不同使用性能。
　　文中的聚醚润滑油基础油是以一元醇为起始剂，以环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷为聚合单体的三元无规共聚物。通过调节聚合单体的用量，使得润滑油基础油具有不同的理化指标和不同的适用范围。
　　结果表明:环氧丙烷和环氧丁烷二元共聚醚在BO/PO≤4(mol/mol)时是纯油溶性或者部分油溶性聚醚润滑油基础油，该润滑油基础油主要用于半合成润滑油基础油或者是全合成润滑油基础油;环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷合成的三元共聚醚在一定的比例下可以获得粘度指数(Ⅵ)较高、水分离性好的润滑油基础油，三者的摩尔比范围在EO/PO/BO=(0.6～1.6)/(0.33～3)/1，该种油主要用于全合成润滑油基础油;环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷三元共聚醚在环氧乙烷引入量较高时可以获得抗烃冲洗能力强的润滑油基础油，当三者质量比为EO/PO/BO=0.7/0.15/0.15具有良好的综合性能，可作为具有抗烃冲洗能力的润滑油基础油。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 摩擦与润滑基础

1．1．1 摩擦

1．1．2 磨损

1．1．3 润滑

1．2 润滑油的成分

1．2．1 基础油

1．2．2 添加剂

1．2．3 润滑剂和有关产品的分类

1．3 聚醚润滑油基础油

1．4 聚醚润滑油基础油聚合反应机理

1．4．1 环氧烷烃阳离子催化开环聚合机理

1．4．2 环氧烷烃的阴离子催化开环聚合机理

1．4．3 环氧烷烃的配位聚合机理

1．5 本课题研究思路及内容

第二章 实验部分与表征方法

2．1 实验试剂与仪器

2．1．1 主要试剂

2．1．2 主要仪器

2．2 聚醚润滑油基础油的合成

2．2．1 聚醚的合成步骤

2．3 聚醚润滑油基础油的性能测试

2．3．1 聚醚润滑油基础油运动粘度和粘度指数的测定

2．3．2 聚醚润滑油基础油的开口闪点的测定

2．3．3 聚醚润滑油基础油的水分离性

2．3．4 聚醚润滑油基础油的羟值得测定

2．3．5 聚醚润滑油基础油的氧化腐蚀性能的测定

2．3．6 聚醚润滑油基础油凝点的测定

2．3．7 聚醚润滑油基础油最大无卡咬负荷和磨斑直径的测定

2．4 聚醚润滑油基础油的表征

2．4．1 聚醚润滑油基础油的红外分析

2．4．2 聚醚润滑油基础油的氢核磁共振波谱分析

2．4．3 聚醚润滑油基础油凝胶色谱(GPC)分析

第三章 结果讨论

3．1 组分对聚醚润滑油基础油的粘度指数的影响

3．1．1 低环氧乙烷无规共聚醚基础油组分—粘度指数—分子量之间的关系

3．1．2 高环氧乙烷无规共聚醚基础油组分—粘度指数之间的关系

3．2 三元无规共聚醚基础油合成的工艺优化

3．3 油溶性聚醚润滑油基础油的用途及其性能表征

3．3．1 油溶性聚醚(无环氧乙烷)基础油的用途及其油溶性实验

3．3．2 油溶性聚醚润滑油基础油分子量和粘度指数、凝点关系

3．3．3 油溶性聚醚作为调和组分以提高矿物基润滑油基础油性能

3．3．4 油溶性聚醚基础油的氧化腐蚀性能

3．3．5 油溶性聚醚润滑油基础油闪点的研究

3．3．6 油溶性聚醚润滑油基础油承载性能以及抗磨损性能的研究

3．3．7 油溶性聚醚润滑油基础油的表征

3．4 低环氧乙烷含量聚醚润滑油基础油用途及其性能表征

3．4．1 低环氧乙烷含量聚醚润滑油基础油的水分离特性

3．4．2 低环氧乙烷含量聚醚润滑油基础油分子量与粘度指数、凝点的关系

3．4．3 低环氧乙烷含量聚醚润滑油基础油氧化腐蚀性能

3．4．4 低环氧乙烷含量聚醚润滑油基础油闪点的研究

3．4．5 低环氧乙烷含量醚润滑油承载性能以及抗磨损性能的研究

3．4．5 低环氧乙烷含量聚醚润滑油基础油的表征

3．5 高环氧乙烷含量聚醚润滑油的用途及其性能表征

3．5．1 高环氧乙烷含量聚醚润滑油的抗烃冲洗能力和凝点

3．5．2 高环氧乙烷含量聚醚润滑油基础油的表征

3．6 本章小结

第四章 结论与建议

致谢

参考文献

附录

硕士期间研究成果