二烷基二硫代磷酸锑的合成及性能研究

文章研究了二烷基二硫代磷酸锑的合成工艺,通过考察反应时间、反应温度、投料方式、催化剂、原材料规格等,得出了最佳合成工艺,制备出了纯度较高、比值(碱式盐∶中式盐)适中的二烷基二硫代磷酸锑产品。对不同纯度、不同比值(碱式盐∶中式盐)的产品进行了抗氧、抗腐、极压、抗磨等性能评价,结果表明,纯度越高,产品的抗氧、抗腐、极压、抗磨性能越好,但油溶性和纯度没有明显对应关系。得出了产品中碱式盐与中式盐比值的最佳范围为0.84~1.30,为其应用提供了参考。

含二烷基二硫代磷酸锌润滑下等离子渗氮钢的摩擦磨损性能研究

本文对比研究了等离子渗氮GCr15钢与GCr15钢基材在含二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)润滑下的摩擦磨损性能.利用脉冲直流等离子渗氮炉对GCr15钢进行离子渗氮处理,采用X射线衍射(XRD)分析了离子渗氮层相组成,测量了渗氮前后的表面硬度值,在四球摩擦磨损试验机上考察了GCr15钢渗氮处理前后在含ZDDP润滑下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)的分析探讨了摩擦学作用机理.结果表明:离子渗氮处理可以明显提高GCr15钢的表面硬度值,在ZDDP作用下,其减摩性能和抗磨性能都有明显的提高,其中在质量百分数为1.5%的ZDDP润滑作用下具有最优的效果,研究证明这是由于在离子渗氮GCr15钢和未渗氮GCr15钢摩擦表面分别生成了正磷酸盐和焦磷酸盐的摩擦反应膜,并且前者表面的磷酸盐膜总量多于后者,可以有效地隔离摩擦副表面的直接接触.

非活性有机钼与二烷基二硫代磷酸锌的抗磨协同效应

采用四球试验机考察了非活性有机钼在基础油和成品油中的极压抗磨性能以及与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)的极压抗磨协同作用。采用扫描电子显微镜、红外光谱分析等方法研究了非活性有机钼与ZnDDP抗磨协同作用机理。结果表明,非活性有机钼在基础油和成品油中都具有良好的抗磨性能,与ZnDDP表现出了非常好的抗磨协同效应。非活性有机钼与ZnDDP的协同作用不是在较低温度下生成具有高效抗磨性能的新物质而产生的结果,而是因为在高温摩擦过程发生化学反应生成Mo-S化合物润滑膜的结果。

含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌液体石蜡润滑下钢-钢体系的摩擦磨损性能研究

在四球试验机上考察了含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP)复配添加剂的液体石蜡润滑下钢 -钢摩擦副的摩擦学性能 .采用 X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了复配体系的作用机理 .结果表明 :纳微米硼酸盐 / ZDDP复配添加剂对钢 -钢摩擦副的抗磨作用产生对抗效应 ,在摩擦过程中的某一阶段摩擦系数突然升高 ,磨损加剧 ;在试验初期 ,磨斑表面较为光滑 ,相应的边界润滑膜为物理和化学吸附膜 ;随着试验时间的延长 ,钢球磨斑表面吸附膜发生破裂 ,磨斑表面变得粗糙并形成微小磨屑碎片 ,相应的摩擦系数突然升高 ;随着试验时间的进一步延长 ,添加剂同钢球磨损表面发生摩擦化学反应 ,并生成含 B、N、S和 P等元素的摩擦化学反应膜 ,从而使摩擦系数波动减小 .

二烷基二硫代磷酸钼与功能添加剂复配体系的摩擦学性能

采用四球磨损试验机考察了摩擦改进剂二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)的摩擦学性能,研究了其与清净剂、分散剂和抗氧剂复配后的协同润滑效果,优选了最佳的复配比例。结果表明,MoDDP具有优异的抗磨减摩性能,质量分数为0.8%的MoDDP具有最优的摩擦学性能。不同添加量的分散剂与MoDDP构成的复配体系呈现协同效应;清净剂、抗氧剂与MoDDP之间存在一最佳复配比例,当MoDDP与清净剂、抗氧剂的配比为2∶1时,复配体系的抗磨、减摩性呈协同增效性。这是由于功能添加剂与MoDDP中的活性元素在摩擦表面存在竞争吸附,从而影响其在金属表面的成膜速率和油膜强度,只有彼此达到最佳的配比时,复配体系的抗磨和减摩性才会呈现协同效应,否则将出现对抗效应。

二烷基二硫代磷酸镧的摩擦化学研究

以稀土元素的摩擦学应用为出发点，用异辛醇、La2O3和P2S5为原料合成出一种新型油溶性润滑油极压抗磨剂──二烷基二硫代磷酸镧(LaDDP)，对其减摩抗磨性能进行考察，同时还用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪对边界润滑状态下形成的磨斑和表面膜元素组成及化学状态进行了分析。结果表明：这种添加剂在给定试验条件下使ISOVG68油的摩擦因数明显降低和卡咬负荷提高2.2倍，减摩抗磨性能比二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)好，主要原因是在摩擦过程中发生摩擦化学反应生成了由La、La2O3、FeS、硫酸盐和磷酸盐组成的边界润滑膜和镧渗透层。最后，用质谱仪模拟了LaDDP的摩擦分解过程，提出了其摩擦化学反应机理。

二烷基二硫代磷酸钕的摩擦磨损性能研究

用自制的二烷基二硫代磷酸和NdCl3为原料 ,通过交换反应制备了二异辛基二硫代磷酸钕和二异丙基二硫代磷酸钕 ,并鉴定了其结构。以四球实验比较了所合成的两种二烷基二硫代磷酸钕作为抗磨减摩剂的抗磨减摩性能 ,并与现在普遍使用的抗磨剂ZDDP进行了比较。以电子衍射X射线能谱 (EDXA)分析了经四球机实验磨损 10s后的蚀球表面元素组成 ,初步认证了稀土元素扩渗进入摩擦副表面是此类稀土配合物具有比ZDDP更好的抗磨减摩作用的原因之一。

二烷基二硫代磷酸镉的抗磨性能

合成了润滑油添加剂二烷基二硫代磷酸镉(CdDDP),利用四球试验机考察了其极压和抗磨性能,并与同类传统添加剂进行了比较;采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪对边界润滑状态下形成的磨斑及磨斑表面典型元素的组成、化学状态和含量进行了分析;探讨了CdDDP的抗磨作用和摩擦化学反应机理。结果表明,CdDDP具有优良的抗磨性能和承载能力,其主要原因可能是在摩擦过程中与金属表面作用,生成了由Cd、FeS、硫酸盐和磷酸盐等组成的边界润滑膜,尤其单质镉软金属层,起到了缓冲载荷和抑制磨损的作用。

二烷基二硫代磷酸镧润滑添加剂的构效关系

为研究新型油溶性稀土润滑添加剂二烷基二硫代磷酸镧（LaDDPs）的结构与性能关系，合成了10种含不同碳原子数的伯、仲烷基LaDDPs．利用四球试验机考察了其在500SN基础油中的摩擦磨损性能和极压性能，并探讨了烷基碳链的长短和伯、仲烷基结构对LaDDPs性能的影响．结果表明，含3～8个碳原子烷基的LaDDPs均具有较好的抗磨减摩性能和极压性能．随着碳原子数的增加，LaDDPs的抗磨减摩性能明显提高，其中仲烷基LaDDPs性能优于伯烷基LaDDPs；LaDDPs的极压性能随碳原子数的增加而降低，碳链的连接方式对LaDDPs的极压性能无明显影响．

二烷基二硫代磷酸锌润滑添加剂的抗磨机理

用量子化学方法计算了4种二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)与铁原子簇的化学吸附作用能,并探讨了此种作用能与抗磨性能的关系。用前线电子密度和原子净电荷作为判据分析了4种添加剂分子与铁原子间键合的强弱和反应性的大小。计算表明二烷基二硫代磷酸锌的活性元素为6位和7位硫原子,其与铁发生摩擦化学反应时,最可能的断键位置是6位和7位硫原子的双键。反应生成由多磷酸盐和铁硫化物组成的反应膜,该膜具有较好的抗磨作用,仲烷基ZDDP比伯烷基ZDDP的抗磨性好,而伯烷基ZDDP的抗磨性优于芳香基ZDDP的。在伯烷基上吸电子基团能增强硫原子与铁原子之间的化学吸附作用力。量子化学的计算预测结果与摩擦学实验结果相符。

二烷基二硫代磷酸钼润滑性能的评定

采用四球试验机评价二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)化合物在150SN石蜡基基础油和SJ 15W／40、SH 15W／40成品油中的极压抗磨性能,考察MoDDP与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)的抗磨协同效应,并分析了抗磨作用机理。结果表明,MoDDP具有良好的极压抗磨性能,当添加量为1.0％时在150SN石蜡基基础油配制的成品油中具有优异的抗磨性能;在低添加量下MoDDP与ZnDDP具有较好的抗磨协同效应,但在高添加量下没有表现出明显的抗磨协同性,而且在极压性能上没有产生协同效应。

二烷基二硫代磷酸氧钼多效润滑油添加剂性能

合成了一种有机钼化合物——二烷基二硫代磷酸氧钼(M1),并确定了其主要官能团和元素含量。考察了M1的热稳定性能及作为添加剂对400SN基础油抗氧化性能的影响,并对比了M1与国外二烷基二硫代磷酸氧钼产品(M2、M3)的摩擦学性能。结果表明,M1具有良好的热稳定性能,可有效提升基础油抗氧化能力;相同实验条件下,相比M2、M3,M1表现出较好的减摩抗磨、极压性能。这与其分子结构和Mo、S、P含量较高有关,有利于其在摩擦副表面形成含Mo、S、P的化学反应膜。

油溶性有机钼与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)在酯类油中的协同抗磨减摩性能及机理研究

采用四球摩擦磨损试验机分别考察了两类油溶性有机钼二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)在季戊四醇脂中的减摩抗磨性能,探讨了MoDDP和MoDTC与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)的协同减摩抗磨性能;用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)观察分析了磨斑表面形貌和主要元素的化学状态,探讨了MoDDP和MoDTC的摩擦化学机制.结果表明,油溶性有机钼与ZnDDP复配具有优良的协同减摩和抗磨性能,这是由于ZnDDP促进了有机钼分解,生成了由MoS2、MoO3、ZnS和FePO4等组成的摩擦化学反应膜.

磷酸镧和二烷基二硫代磷酸锌及其复合添加剂对通用锂基脂摩擦学性能的影响

合成了稀土化合物磷酸镧 ,利用四球摩擦磨损试验机考察了磷酸镧、商品添加剂二烷基二硫代磷酸锌及两者的复合添加剂对通用锂基脂摩擦学行为的影响 ,用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪 (XPS)观察分析了钢球磨损表面形貌及其元素的化学状态。研究结果表明 :磷酸镧和二烷基二硫代磷酸锌均可增加通用锂基脂的承载能力 ,磷酸镧可提高锂基脂的减摩抗磨能力 ,二烷基二硫代磷酸锌对基础脂的减摩抗磨性能的作用效果不稳定。含上述添加剂的锂基脂在摩擦副表面发生化学吸附或摩擦化学反应 ,生成由锂基脂和添加剂共同作用形成的边界润滑膜 。

二烷基二硫代磷酸镧与硼酸酯的协同减摩抗磨作用机理

用四球摩擦磨损试验机考察了油溶性二烷基二硫代磷酸镧(LaDDP)和有机硼酸酯(OB)的减摩抗磨性能,探讨了LaDPP与有机硼酸酯的协同减摩抗磨作用及其协同摩擦化学反应机理;采用X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪对比分析了磨斑表面典型元素组成、化学状态和深度分布.结果表明,LaDDP和有机硼酸酯具有优良的减摩抗磨性能,且二者具有优异的协同减摩抗磨作用.其主要原因在于稀土元素镧促进了有机硼酸酯的分解及硼的渗透,生成了由La、La2O3、B2O3、FeS、硫酸盐和磷酸盐等组成的边界润滑膜,形成了镧与硼的渗透层.

二烷基二硫代磷酸锌在菜籽油中的摩擦学机理分析

通过四球机磨损试验和对试球磨损表面进行的X射线光电子能谱分析,研究了二烷基二硫代磷酸锌(Zincdialkyl-dithiophosphate,简称ZDDP)对菜籽油(RO)摩擦学性能的影响、磨斑表面主要元素的化学状态,并探讨了ZDDP在RO中摩擦作用机理。研究结果表明,ZDDP在RO中的最佳添加量为2.0%;ZDDP可以提高RO的极压性和抗磨性;ZDDP在RO中摩擦作用机理为ZDDP热分解,分解的产物在摩擦过程中发生摩擦化学反应,形成了由磷酸盐、硫酸盐、摩擦聚合物等组成的聚合膜;ZDDP还通过对摩擦副表面的改性,摩擦生成的单质态Zn原子沉积在金属表面,形成铁锌固溶体,增强了摩擦表面的抗磨能力。

二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的成键特征与润滑机理的理论研究

采用量子化学从头算法,全优化计算了二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)化合物的平衡几何构型和成键特征,用前线轨道能级和组成以及前线电子密度等参数,探讨了ZDDP的润滑机理.研究表明ZDDP的活性元素为2种位置上的S元素,ZDDP与铁摩擦副作用最可能的断键位置是S-P和P=S键.随后S-P和P=S键的断裂,S及分解产物继续与铁摩擦副表面反应,形成由多磷酸盐和铁的硫化物组成的反应膜,从而有效地降低摩擦磨损.计算结果与摩擦学实验结果一致.

二烷基二硫代磷酸锑添加剂的抗磨协同效应

利用四球试验机评价了二烷基二硫代磷酸锑(SbDDP)与含磷摩擦改进剂(TPO)、氯化石蜡(T301)、硫化异丁烯(T321)3种添加剂的极压和抗磨性能,以及它们之间的极压和抗磨协同作用;利用市售演示仪评价了SbD-DP、T301和T321之间的协同抗擦伤能力。结果表明:SbDDP和TPO、T301、T321分别体现出了不同程度的抗磨协同效果,其中以SbDDP和T301的协同效果最好;但在极压性能上,不仅没有产生协同作用,而且SbDDP和TPO复合后还表现出了对抗效应。另外,在抗擦伤能力上,SbDDP和T321表现出了较好的协同作用,而SbDDP和T301则表现出了对抗作用。然而当SbDDP和T301、T321复合使用后,不仅表现出很好的抗磨协同作用,而且表现出很好的抗擦伤能力,尤其当活性元素浓度达到最佳配比时,效果最为明显。

二烷基二硫代磷酸氧钼的合成方法

报道了用二烷基二硫代磷酸与三氧化钼和硫化钠混合溶液反应生成二烷基二硫代磷酸氧钼的合成方法 ,给出最佳反应时间 ,测定了红外光谱 ,以1 % ( w/ w)浓度添加剂加到基础润滑油中进行了减摩、抗磨。

二烷基二硫代磷酸锌的特性与作用

二烷基二硫代磷酸锌的抗氧化性能和极压抗磨性能优良。介绍了二烷基二硫代磷酸锌抗氧化和极压抗磨的相关特性和作用机理,同时讨论了二烷基二硫代磷酸锌在摩擦表面生成的抗磨损膜的性质。