无硫磷含氮杂环润滑添加剂的合成及摩擦学性能

摘要

随着人们环保意识的增强、环保法规的日益严格以及机械设备工作条件的苛刻，对润滑添加剂的发展提出了更高的要求，要求添加剂环境友好如无硫、无磷或低硫、低磷，抗磨减摩性能突出，因此环保的、性能更加优异的润滑添加剂将是该领域的重点研究方向之一。　　本论文以邻氨基苯甲酸、脂肪醇和直链的胺等为原料，设计合成了两类六种无硫磷的含氮杂环化合物，分别为5-烷氧基-[1，2，4]三唑并[4,3-a]喹唑啉类和5-烷胺基-[1，2，4]三唑并[4，3-a]喹唑啉类，并且以液体石蜡为基础油，以这六种化合物作为添加剂。首先采用傅立叶变换红外光谱仪、核磁共振仪对添加剂的结构进行了表征，采用热重分析仪对添加剂的热稳定性能进行了分析，结果表明:六种化合物的结构与设计的添加剂分子结构相同，它们最低的初始分解温度约为130℃，均能够满足一般工况条件的要求。　　其次采用四球摩擦磨损试验机考察比较了两类添加剂的摩擦学性能，并与添加剂硫磷丁辛伯烷基锌盐(T202)进行了对比。研究结果表明:以不同质量分数加入到液体石蜡中，六种添加剂均可以较好的提高液体石蜡的极压承载能力，承载能力最好的添加剂能够较基础油的最大无卡咬负荷值提高80％;六种添加剂以适宜的添加量加入到液体石蜡中，都能够较好的改善基础油的抗磨减摩性能，并且随着添加剂的烷基链长越长，其抗磨减摩性能越好;两类添加剂的减摩性能优于T202，长链的5-烷氧基-[1，2，4]三唑并[4，3-a]喹唑啉类添加剂的抗磨性能优于T202，而5-烷胺基-[1，2，4]三唑并[4，3-a]喹唑啉类添加剂的抗磨性能几乎都比T202差;两类添加剂的承载能力相差不大，5-烷氧基-[1，2，4]三唑并[4，3-a]喹唑啉类添加剂的抗磨性能优于5-烷胺基-[1，2，4]三唑并[4，3-a]喹唑啉类，但减摩性能不及5-烷胺基-[1，2，4]三唑并[4，3-a]喹唑啉类添加剂。　　最后采用扫描电镜、X射线光电子能谱仪观察了钢球磨斑形态和分析了摩擦副表面元素的化学状态，发现可能是由于添加剂在摩擦过程中与摩擦副发生了摩擦化学反应，在摩擦副表面生成了由基础油和添加剂反应产物组成的复合边界润滑膜，从而改善了液体石蜡基础油的摩擦学性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的背景及意义

1．2 润滑油及添加剂

1．2．1 润滑油

1．2．2 添加剂

1．3 含氮杂环润滑添加剂的摩擦学研究进展

1．3．1 含硫磷的氮杂环添加剂的摩擦学性能

1．3．2 无硫磷的氮杂环添加剂的摩擦学性能

1．4 论文研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

第2章 试剂、仪器及试验方法

2．1 试剂、仪器

2．1．1 主要试剂

2．1．2 主要仪器

2．2 热稳定性能测试方法

2．3 摩擦学性能测试方法

2．3．1 试验机的选择

2．3．2 试验方法

2．4 钢球磨斑形态及机理分析

2．5 红外光谱分析

第3章 无硫磷含氮杂环润滑添加剂的摩擦学性能研究

3．1 无硫磷含氮杂环润滑添加剂的设计合成及热稳定性能

3．1．1 无硫磷含氮杂环润滑添加剂的摩擦化学设计

3．1．2 无硫磷含氮杂环润滑添加剂的制备及表征

3．1．3 无硫磷含氮杂环润滑添加剂的热稳定性能

3．1．4 小结