含氮杂环硼酸酯衍生物的摩擦学性能及其水解稳定性研究

摘要

伴随着人类科技的发展,社会的不断进步,环境污染及其能源的消耗问题日趋严重,因此对于多功能型润滑油添加剂的研究及其开发显的尤为重要。到目前为止,国内外有很多的研究者投身到这一领域当中,为了寻求更加稳定的、环保的、性能更加优异的润滑油添加剂。
　　本论文以含氮杂环(苯并三氮唑,2-巯基苯并噻唑),氯乙醇等为原料,设计并合成了它们的醇衍生物,它们继而与乙醇胺以及硼酸分子为原料合成了新型的含氮杂环硼酸酯衍生物,并且以此作为润滑油添加剂,研究了其在菜籽油中的摩擦学性能,并且通过改良的敞口法测量了其水解稳定性,通过计算化学理论分析了分子空间构效与水解稳定性的联系,同时运用现代表面分析方法(SEM, EDS, XPS等)对其摩擦学机理进行了探讨。所得主要结论如下:
　　1.含氮化合物通过配位键能够有效的增加硼酸酯衍生物的水解稳定性,并且含有内配位键的硼酸酯衍生物的水解稳定性优于含氮杂环和硼酸酯的外配。以硼酸三乙醇胺酯为添加剂考察其在菜籽油中的摩擦学性能,发现其具有一定的极压、抗磨减摩性能。
　　2.以苯并三氮唑硼酸酯作为添加剂在菜籽油中,研究其摩擦学性能,发现其具有优良的极压抗磨减摩性能,在部分载荷下能够减摩50％左右,并且具有良好的水解稳定性,在相同条件下,是硼酸三乙酯的1220倍,通过计算化学理论分析其空间构效与水解稳定性的关系,发现当衍生物中含有未共用电子对的氮原子的时候,能够与硼原子形成内配位键,从而增加了分子的空间位阻,阻止水的进攻,达到增加水解稳定性的目的。再通过SEM、EDS以及XPS分析其摩擦学机理,发现添加剂中含有B,N等活性元素能够有效的增加润滑油的摩擦学性能。
　　3.将苯并三氮唑乙醇硼酸酯与TCP复配,研究其作为复合添加剂在菜籽油中的摩擦学性能,发现其在极压抗磨减摩性能方面都具有良好的协同性能,无论是在极压、抗磨、减摩方面较之单剂苯并三氮唑硼酸酯与TCP性能都要好。再通过SEM、EDS对其磨损钢球表面进行元素含量分析,发现添加剂中含有 B,N,P等活性元素能够有效的增加润滑油的摩擦学性能。
　　4.以2-巯基苯并噻唑硼酸酯为添加剂,研究其在菜籽油中的摩擦学性能,发现其具有优良的极压抗磨减摩性能,其中,在含有0.7wt%的添加剂的时候,极压值是基础油的190%以上,并且具有良好的水解稳定性,在相同条件下,是硼酸三乙酯的1310倍,通过计算化学理论分析其空间构效与水解稳定性的关系,发现当衍生物中含有未共用电子对的氮原子的时候,能够与硼原子形成内配位键,从而增加了分子的空间位阻,阻止水的进攻,达到增加水解稳定性的目的。再通过SEM、EDS以及XPS分析其摩擦学机理,发现添加剂中含有B,N,S等活性元素能够有效的增加润滑油的摩擦学性能。
　　5.将2-巯基苯并噻唑乙醇硼酸酯与TCP复配,研究其作为复合添加剂在菜籽油中的摩擦学性能,发现其在极压抗磨减摩性能方面都具有良好的协同性能,无论是在极压、抗磨、减摩方面较之单剂2-巯基苯并噻唑乙醇硼酸酯与TCP性能都要好。再通过SEM、EDS对其磨损钢球表面进行元素含量分析,发现添加剂中含有B,N,S,P等活性元素能够有效的增加润滑油的摩擦学性能。

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 国内外添加剂的发展过程

1.3 环境友好型润滑剂

1.4 硼酸酯衍生物的研究现状

1.5 含氮杂环硼酸酯衍生物的研究现状

1.6 计算化学

1.7 选题依据和研究思想

第二章 含氮配位对硼酸酯衍生物水解稳定性的理论研究

2.1 试样的制备及其试验方法

2.2 结果与讨论

2.3 结论

第三章 苯并三氮唑乙醇硼酸酯衍生物的水解稳定性及其摩擦学研究

3.1 实验部分

3.2 水解稳定性研究

3.3 NHB的摩擦学性能研究

3.4 结论

第四章 苯并三氮唑乙醇硼酸酯衍生物与TCP的摩擦学协同性能研究

4.1 试样的制备及其试验方法

4.2 结果与讨论

4.3 结论

第五章 2-巯基苯并噻唑硼酸酯的水解稳定性及其摩擦学性能研究

5.1 实验部分

5.2 BMB的水解稳定性研究

5.3 BMB的摩擦学性能研究

5.4 结论

第六章 2-巯基苯并噻唑硼酸酯衍生物与TCP的摩擦学协同性能研究

6.1 试样制备以及试验方法

6.2 结果与讨论

6.3 结论

第七章 总结

7.1 主要工作回顾

7.2 本课题今后需进一步研究的地方

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢