无硫磷含钼极压润滑剂的制备及其适用性评价

本文研制出两种能同时满足生物毒性和生物降解性的不含硫、磷的环保型非活性含钼极压润滑剂,该剂可同时满足极压润滑和抗磨效果均好的双重效果。将其在多个常用的水基钻井液体系中进行性能评价,发现SLIP-M在PLUS-KCl体系、EZFLO体系和硅酸盐体系均表现出良好的配伍性、较好的润滑能力和突出的提高抗磨能力,具有多体系适用的特点,SLIP-M在现场应用时,有效解决了现场托压、起下钻遇阻的问题。

新型无硫磷含氮润滑材料的制备及其对钢-钢摩擦副摩擦学性能的影响

通过摩擦化学中的分子设计思想,设计制备了新型无硫磷含氮润滑材料,采用元素分析、傅立叶红外光谱和核磁共振波谱对其结构进行了表征,在四球试验机、环块试验机和万能摩擦磨损试验机上考察了其在常用钢-钢摩擦副的摩擦学性能,再用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面形貌及表面膜化学特征。结果表明:该润滑材料能明显降低摩擦副磨损,提高基础油承载能力和抗磨减摩性能,并在摩擦过程中发生摩擦化学反应,在摩擦表面形成以氧化亚铁、有机氮化物和含氮金属配合物等为主要成分的摩擦反应膜。

新型无硫磷有机钼添加剂的制备与摩擦学性能

研制了一种新型无硫磷有机钼润滑油添加剂月桂酸-N-钼酸酯(LNME),采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)表征了其分子结构,在四球摩擦磨损试验机上考察了其在Ⅱ类基础油150SN中的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对摩擦表面进行了分析,探讨了摩擦学作用机理。结果表明,所制备的新型润滑油添加剂LNME在摩擦副表面能形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了铁的氧化物、有机氮和MoOx的摩擦化学反应膜,从而表现出较好的承载能力和抗磨减摩性能。

无硫磷钼酸酯作为抗氧添加剂与胺类抗氧剂的协同性能

以大豆油、二乙醇胺和三氧化钼为原料,合成了油溶性无硫磷有机钼酸酯(ME)。通过差示扫描量热实验(DSC)和薄层油膜微氧化实验(TMOT)考察了ME在聚α-烯烃(PAO)基础油中的抗氧化性能,以及与胺类抗氧剂的协同性能,并借助傅里叶红外变换光谱仪(FTIR)和气-质联用技术(GC/MS)分析了油样的氧化程度和p,p′-二异辛基二苯胺(DODPA)的含量变化。结果表明,ME与二苯胺(DBN)、p,p′-二异辛基二苯胺(DODPA)、苯基-α-萘胺(PNA)均具有抗氧协同作用,其中ME与DODPA的协同效果最好,两者复配能有效减少油样的质量损失、抑制沉积物的产生。GC/MS分析表明,ME能够有效降低DODPA的损耗速率,延长其抗氧作用时间,两者表现出良好的抗氧协同性能。

新型无硫磷含氮杂环润滑添加剂的制备及其抗磨减摩性能

制备了一种新型无硫磷含氮杂环润滑添加剂月桂酸-N-(喹唑啉-4-酮)甲酯,通过元素分析、FT-IR1、3C-NMR对其结构进行了表征,在万能摩擦磨损模拟试验机和环块模拟试验机上评价了其在液体石蜡中的摩擦磨损性能,还考察了其热稳定性能,并采用扫描电子显微镜和光学显微镜观察分析摩擦副磨损表面形貌。结果表明,所制备的月桂酸-N-(喹唑啉-4-酮)甲酯添加剂热稳定性良好,能提高液体石蜡的承载能力,降低工况的磨损和减小摩擦系数,有效提高基础油抗磨减摩性能。

无硫磷有机钨添加剂作用下离子渗氮轴承钢的摩擦学性能

研究了含无硫磷有机钨添加剂的润滑油润滑作用下离子渗氮轴承钢的摩擦磨损性能。利用四球摩擦磨损试验机系统地考察了渗氮轴承钢表面、基材表面与有机钨的交互作用规律,并使用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜等表面分析技术分析摩擦反应膜的成分与化学态。结果表明,含无硫磷有机钨添加剂的润滑油润滑下,渗氮轴承钢表面的摩擦系数和磨斑直径小于基材表面的,摩擦系数最大降低了24.8%,磨斑直径最大减少了7.2%;相比基材表面,渗氮表面对有机碳链和有机钨具有更强的吸附作用,摩擦反应膜中W和C含量较高,使其表现出良好的减摩性能,摩擦反应膜中的WN使其表现出更优异的抗磨性能。

无硫磷三嗪衍生物的摩擦学研究

合成了一种三取代无硫磷三嗪衍生物,用四球机考察了它们在菜籽油和改性后的菜籽油中的摩擦学性能,用X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损表面形貌和元素化学形态。结果表明,所考察的添加剂都能有效提高基础油的承载能力;在一定的条件下,能够有效地提高基础油的减摩和抗磨性能;在摩擦过程中,含上述添加剂的菜籽油与摩擦副表面发生了摩擦化学反应,生成混合边界润滑膜,从而起到了减摩抗磨作用。

无硫磷有机钼对不同基体材料的润滑效果研究

将不同添加量的无硫磷有机钼添加剂加入柴油机油中,利用SRV摩擦磨损试验机考察其在不同添加量下对45号钢和GCr15钢的减摩抗磨性能;采用电子扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、光电子能谱(XPS)分析磨痕的表面形貌、元素组成及价态。结果表明:无硫磷有机钼在45号钢上的减摩性能随添加量的增大而提高,但抗磨性能降低,当添加量超过0.6%时,磨损体积甚至超过不添加无硫磷有机钼时的磨损体积;无硫磷有机钼在GCr15钢上的润滑效果远好于在45号钢上的润滑效果,且试验的摩擦因数和磨损体积均随添加剂添加量的增加而减小。添加无硫磷有机钼后,在摩擦过程中基体表面能够附着含铁和钼氧化物的边界润滑膜,起到润滑作用,但过量的无硫磷有机钼在45号钢表面形成MoO_3磨粒,增大磨损体积,并导致基体表面氧化严重,发生严重磨损,加剧了磨损体积增大的趋势;而GCr15钢的硬度大,因此不会出现磨损体积增大的情况,无硫磷有机钼能够有效地起到抗磨作用。

无硫磷三嗪杂环衍生物润滑油添加剂的制备及摩擦性能

以三聚氯氰和吗啉、苯酚为原料合成了两种无硫磷的三嗪含氮杂环衍生物2,4,6-三吗啉基-均三嗪(CMMM)和2,4,6-三苯酚基-均三嗪(CPPP)润滑油添加剂,并采用FT-IR和元素分析对其结构进行了表征。考察了CPPP和CMMM的热稳定性和油溶性。采用四球摩擦磨损试验机研究了CMMM和CPPP在菜籽油中的极压、抗磨及减摩性能;并测试了CMMM和CPPP分别与T202进行复配后的摩擦学性能。采用SEM和EDS观察摩擦表面的形貌特征和元素。结果表明,合成了目标产物CMMM和CPPP;CMMM和CPPP在菜籽油中具有良好的溶解性;在相同实验条件下,CMMM和CPPP的分解温度范围分别为270.16~347.58℃和285.26~478.45℃。两者具有良好的热稳定性,且CPPP的热稳定性优于CMMM;在不同的载荷、添加比例等条件下,CPPP的摩擦学性能优于CMMM。CPPP优异的摩擦学性能得益于分子中含的苯酚环比吗啉环更加紧密,在摩擦过程中,添加剂与摩擦副表面发生化学反应,生成了含氮的复合边界润滑膜,起到减摩抗磨的作用。复配性能测试发现,在不同的载荷、添加比例等条件下,CMMM与T202的最佳复配比为5:5,CPPP与T202的最佳复配比为3:7。

无硫磷三嗪杂环衍生物水基润滑添加剂的制备及其摩擦性能

以三聚氯氰和二乙醇胺为原料合成出一种含氮、但不含硫磷的三嗪杂环衍生物2,4-二(N,N-二羟乙氨基)-6-羟基-均三嗪(CDDA)水基润滑添加剂,以CDDA为原料制得一种添加剂2,4-二吗啉基-6-羟基-均三嗪(CMDA),并采用FTIR、元素分析以及电喷雾电离质谱(ESI-MS)对其结构进行了表征。考察了CDDA和CMDA的热稳定性及溶解性;采用四球摩擦磨损试验研究了CDDA和CMDA用作水基润滑添加剂的减摩、抗磨以及极压性能;并采用SEM和EDS观察和分析了摩擦表面的形貌特征及元素。研究结果表明,合成的产物为目标产物CDDA和CMDA。在相同的实验条件下,CMDA的分解温度范围是278.26~460.15℃,CDDA的分解温度范围是110.46~457.58℃,CMDA的热稳定性优于CDDA;在不同载荷、添加比例等条件下CMDA的摩擦学性能优于CDDA。CMDA优异的摩擦学性能得益于含有更多的杂环结构,在摩擦过程中,添加剂与摩擦副表面发生化学反应,生成了含氮杂环的复合边界润滑膜,起到极压、抗磨的作用。