聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)多功能润滑油添加剂的合成

以桐油(TO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用Schlenk装置合成了聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)(PTOM)共聚物。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定了共聚物的相对分子质量及其多分散性指数,利用热重分析仪(TGA)测定了共聚物的热稳定性,并对共聚物的降凝、增黏和抗磨性能进行了评价。结果表明:当桐油与甲基丙烯酸甲酯质量比为1.5∶8.5、引发剂用量为1.0%(在单体中的质量分数)、反应温度为80℃、反应时间为6 h时,共聚物的收率较高(44.99%),其重均相对分子质量为28289。润滑油馏分(350~395℃)中添加质量分数0.8%的共聚物时,可将其凝点(T_(SP))降低6℃,将磨斑直径降低0.314 mm;添加质量分数0.5%的共聚物时,可将其黏度指数(VI)提高69。所合成的聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)可作为一种具有良好降凝、增黏和抗磨性能的多功能润滑油添加剂。

基于氢谱修饰指数的润滑油添加剂抗磨损性能的预测研究

润滑油添加剂对保障机械运行的稳定性和安全性、延长设备的使用寿命、节约能耗具有重要作用,由于通过实验获得数据费时费力,故用定量结构摩擦性能关系研究方法,来获取抗磨损性能数据成为一种简便而高效的方法.为研究酰肼类及磷酸类润滑油添加剂抗磨损性能与结构的关系,定义并建构了新的氢谱修饰指数^(0)H,并计算36个酰肼类及磷酸类分子的电性距离矢量,筛选了M_(2)、M_(3)、M_(21)和M_(59),将这5个结构描述符作为BP神经网络的输入变量,磨损体积量度V s作为神经网络输出变量,用5-3-1的神经网络结构,构建了神经网络法预测模型,模型相关系数0.944,磨损体积量度V s的预测值与文献实验值的平均相对误差为2.61%,优于文献方法结果.结果表明:酰肼类及磷酸类润滑油添加剂抗磨损性能与氢谱修饰指数有良好的非线性关系,影响抗磨损性能的主要因素是分子中原子特性、基团片段的—CH_(3)、—CH_(2)—、>CH—、—O、—N—和—P—等.该研究对指导合成新型抗磨损性能好的化合物分子有理论意义.

五硫化二磷制备润滑油添加剂研究

润滑油添加剂是一种非常重要的五硫化二磷下游产品,对五硫化二磷行业发展具有重要作用。为了促进五硫化二磷行业发展,开展了五硫化二磷制备润滑油添加剂的研究。研究表明:在五硫化二磷下游产品中,润滑油添加剂是对五硫化二磷需求量较大的高端产品,占五硫化二磷总需求量的比重较大,且对五硫化二磷的产品质量要求较高。以五硫化二磷为原料制备的润滑油添加剂主要具有摩擦改善、黏度指数改进、抗磨、分散和抗氧化等功能,按功能可分为单功能润滑油添加剂和多种功能润滑油添加剂。单功能润滑油添加剂可显著改进润滑油在一定方面功能,但若需改进润滑油多方面功能时,需添加多种具有单功能的添加剂,添加剂使用量大,使用不便,成本较高;多功能润滑油添加剂可以单一添加剂实现对润滑油在多方面功能的改进,添加剂使用量小,使用简便,成本较低。多功能添加剂是润滑油添加剂未来发展的趋势和热点,应着重利用五硫化二磷制备多功能润滑油添加剂的应用开发。

五龄黑水虻油脂衍生物作为润滑油添加剂的性能研究

为探索黑水虻幼虫体内的粗油脂作为生物润滑油添加剂的应用可行性,本文中以五龄黑水虻虫体的粗油脂为原料,通过纯化、水解反应和酯化反应合成了虫体油脂衍生物.采用核磁共振波谱、傅里叶红外光谱和热重分析仪对其结构和热稳定性进行表征,发现其热稳定性良好.采用UMT-TriboLab摩擦磨损试验机和四球摩擦试验机分别研究了虫体油脂衍生物作为润滑油添加剂在点-面和点-点接触模式下的摩擦学性能,并与商用合成酯的性能进行对比.结果表明,在基础油150N中添加质量分数为1%的虫体油脂衍生物时,油品表现出较优的减摩和抗磨效果.在点-面接触模式下,摩擦系数和磨损率相对于基础油分别降低25.0%和92.0%,且在200℃高温下仍能保持减摩效果.在点-点接触模式下,磨损率相对于基础油降低了84.5%.可见虫体油脂衍生物作为润滑油添加剂能够有效提高油品的摩擦学性能.采用接触角试验验证了虫体油脂衍生物作为润滑油添加剂在金属表面的吸附性能.结果表明,虫体油脂衍生物在润滑过程中能够优先吸附在摩擦副的金属表面,形成润滑保护膜,使油品的减摩和抗磨性能提升.通过显微红外光谱和拉曼光谱研究了虫体油脂衍生物的润滑作用机理,表明磨痕表面存在的铁氧化物和碳能够形成润滑膜,防止摩擦副表面的微凸体直接接触,进而改善了油品的摩擦学性能.

改进遗传算法嵌入经典分类算法实现润滑油添加剂微小量多种类同步识别

在润滑油中加入微少量添加剂就能使润滑油获得某种新的特性或改善润滑油中已有的某些特性的性质。针对机械设备润滑油中微小量添加剂多种类识别问题,基于python语言进行模型建立,采用基础油PAO-10和三种商用润滑油添加剂T321、 T534、 T307按照不同比例配制了8种不同样本。采用Thermo Scientific Nicolet iS5型傅里叶变换红外光谱仪采集了样本4 000~400 cm^(-1)范围附近的中红外光谱信息,并对样本中红外光谱数据采用Min-Max归一化进行预处理。使用两种经典分类算法,包括一对多支持向量机(OVR SVMs)、随机森林(RF),嵌入遗传算法(GA)实现中红外光谱特征波段筛选。为避免GA收敛过快和易陷入局部最优解,对GA的选择算子进行了改进,形成基于局部搜索算子的遗传算法(LGA),从而建立多类别分类模型的构建方法。结果显示:嵌入GA筛选波段后的新模型的种类识别准确率从利用经典分类算法对原始波长数据的OVR SVMs(83.33%)、 RF(87.50%)提升至OVR SVMs+GA(100%)、 RF+GA(100%);而嵌入LGA的新模型在保持原模型高准确率的情况下,RF+LGA筛选得到的特征区间长度为原光谱数据长度的36.7%,并且与添加剂物质的红外吸收峰有很好的对应情况。新模型不仅适用于只含单一添加剂的情况,对含有两种及两种以上添加剂的同步识别仍然具有近100%的较高识别率。表明所构建模型可以有效实现微小量润滑油添加剂的快速、准确、多种类同步识别。

重载变速冲击工况下MoDDP/CaB复合润滑油添加剂的润滑性能

为解决机械设备在恶劣工况下由润滑失效而导致的设备故障甚至安全生产事故问题,进一步提升机械设备的运行稳定性和安全性,研究纳米硼酸钙(CaB)和二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)单一润滑油添加剂和复合润滑油添加剂的减摩抗磨效果,并探究其润滑作用机制。研究结果表明,重载、变速、冲击工况条件下1.5 wt.%MoDDP/3.0 wt.%CaB复合润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨效果,与基础油相比,在不同转速下可最大降低65.1%的摩擦因数和80%的磨痕深度,施加50 N冲击载荷时,可分别降低66.7%的摩擦因数和76.5%的磨痕深度。MoDDP/CaB复合润滑油添加剂在润滑过程中能生成包含C-C、Fe_(2)O_(3)、FeB和MoS_(2)的金属化合物层,添加剂中的CaB和MoDDP能够相互促进彼此反应,增加FeB/MoS_(2)润滑膜的生成量,对比单一的添加剂和基础油,复合添加剂具有更好的自修复性能和协同功效,形成具有高承载力的润滑油膜,提高了复合润滑油的抗磨减摩性能。MoDDP/CaB复合润滑油添加剂的制备可以充分综合利用抗氧化剂与极压耐磨剂的稳定、优异润滑特性,研究结果可为复合添加剂的广泛应用提供数据支持和理论支撑。

润滑油添加剂:打造民族品牌势在必行

随着全球环境保护意识增强,特别是中国环保意识不断提高和政府对环境保护日益重视,润滑油添加剂行业将面临更大的压力,势必将重心更多地投放到环保和可持续发展工作上,有望带来可生物降解及可再生的润滑油产品的需求攀升。加快高端润滑油添加剂产品国产化的步伐,尽快拥有自主研发的核心技术,打造民族品牌势在必行。

噻二唑衍生物润滑油添加剂研究进展

综述了近年来噻二唑衍生物润滑油添加剂的研究进展。主要介绍了含黄原酸结构的噻二唑衍生物添加剂、含二硫键结构的噻二唑衍生物添加剂、硼酸酯(盐)类噻二唑衍生物添加剂、含酰胺结构的噻二唑衍生物添加剂、噻二唑希夫碱添加剂、含酯或醚结构的噻二唑衍生物添加剂等一系列单一噻二唑润滑油添加剂。此外,还介绍了纳米颗粒与噻二唑衍生物的复合润滑油添加剂,该类复合润滑油添加剂能够显著提高润滑油基础油的摩擦性能。提出了制备油酸型噻二唑衍生物润滑油添加剂、噻二唑类离子液体润滑油添加剂及噻二唑纳米微粒润滑油添加剂的展望。

利用分子级助磨剂制备均匀小尺寸石墨烯及其润滑油添加剂应用

目前研究者已开发出了多种石墨制备石墨烯的产业化制备方法,其中最为常用的是化学氧化还原法和插层解剖法。然而,实现径向尺寸小于1μm的石墨烯的低成本规模化制备始终是一个挑战,诸如纺织纤维、车用润滑油、高分子材料等,需要小尺寸石墨烯的应用领域的技术发展也因此受到限制。为此,本文提出了一种原位合成纳米助磨剂辅助的球磨方法,可以实现均匀小尺寸薄层石墨烯的低成本可控制备。此方法制备的石墨烯径向尺寸小于1μm,且该方法对石墨烯片的晶体结构破坏较小,面内几乎没有含氧官能团,因而石墨烯的基本物理属性没有遭到破坏。此外,利用处理过的小尺寸石墨烯作为润滑油添加剂,不仅可以解决目前石墨烯在润滑油中存在的分散稳定性差的问题,还能够降低27%以上的摩擦系数,减少38.8%以上的磨损。本文提出的这种小尺寸石墨烯制备方法简单、成本低廉、润滑应用效果显著,具有很大的应用潜力。

全球润滑油添加剂行业基本趋于稳定增长

全球润滑油添加剂行业已逐步发展至相对成熟阶段,市场规模较大且基本趋于稳定增长。据全球咨询和研究公司克莱恩(Kline&Co)及上海市润滑油品行业协会统计,2012-2019 年,全球润滑油添加剂需求量从400万t增长到465万t,市场规模由133亿美元增长到151亿美元。润滑油添加剂年需求有望进入新一轮增长周期,至2023年,全球润滑油添加剂需求量将增加至543万t,市场规模约为185亿美元,约合人民币1300亿元。

润滑油添加剂对过氧化物交联FKM弹性体的影响

高性能材料,例如氟橡胶(FKM),特别适用于需要耐极高温度、耐介质,受机械应力作用的动态应用场合.FKM作为发动机或传动部件的密封材料,会受到润滑油的影响.因此,了解弹性体和润滑油及其添加剂之间的相互作用很重要.此外,所涉及化学机理方面的知识是必不可少的,这是确保配件使用寿命长久而且功能正常的唯一途径.一般来说,氟橡胶不会像许多其他弹性体那样由于发生氧化反应而老化.在弹性体主链上的确发生了脱氟化氢反应.

纳米硼酸铜颗粒的制备及其用作润滑油添加剂的摩擦学性能

采用二氧化碳超临界干燥技术制备了粒径为 1 0～ 2 0 nm的硼酸铜颗粒 ,并测定了其用作润滑油添加剂的摩擦学性能 .结果表明 :纳米硼酸铜使 50 0 SN基础油润滑下的摩擦系数略有增大 ,并使其抗磨及承载能力提高 ;其最佳添加量为 0 .70 %～ 1 .1 0 % ;纳米硼酸铜颗粒在摩擦表面发生了摩擦化学反应 ,生成了由 B2 O3及 Fe B等组成的表面保护膜 .润滑油抗磨性能的提高是纳米硼酸铜颗粒在摩擦表面的沉积及其摩擦化学产物作用的结果 .

油酸表面修饰PbO纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

利用四球摩擦磨损试验机考察了油酸修饰 Pb O纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学行为 ,并用 X射线光电子能谱仪 (XPS)、扫描电子显微镜 (SEM)和能量散射谱仪 (EDS)等现代分析工具对钢球磨损表面进行了分析 .摩擦磨损试验结果表明 ,油酸修饰 Pb O纳米微粒作为润滑油添加剂能够明显提高基础油的减摩抗磨能力 ,当添加质量分数为 0 .30 %时 ,与基础油相比可以使摩擦系数和钢球磨斑直径降低 30 %左右 .XPS、SEM及 EDS分析结果表明 ,钢球表面在摩擦过程中形成了一层富含 Pb O的边界润滑膜 ,这使得油酸修饰 Pb

陶瓷润滑油添加剂对镀铬缸套磨损自修复特性的影响

将羟基硅酸铝类陶瓷润滑油添加剂长时间（26万公里）作用后的实际发动机缸套解体，通过原子力显微镜、纳米压痕仪、扫描电子显微镜、扫描俄歇微探针以及显微共焦拉曼光谱仪等对其摩擦表面进行分析，探讨了该添加剂的作用机理．结果表明：该陶瓷添加剂表现出明显的磨损自修复功能，可以很好地覆盖和修补缸套表面原有的裂纹，显著降低缸套表面的粗糙度，改善缸套的润滑性能；摩擦表面生成由富C层和过渡层组成、厚度250—450nm左右且分布不均匀的修复改性层，初步推测其中富C层为类金刚石结构；该陶瓷添加剂本身并不参与修复改性层的构建，但能够发挥关键而复杂的催化作用。

碳纳米管的化学修饰以及作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

采用硫酸和硝酸混合酸对催化裂解法 (CVD法 )制备的多壁碳纳米管 (MWNTs)进行纯化 ,然后运用硬脂酸对碳纳米管进行表面修饰 ,并研究了硬脂酸修饰后的碳纳米管的表面状况以及作为润滑油添加剂的摩擦学行为 .实验结果表明 ,在硫酸催化剂作用下 ,通过酯化反应碳纳米管能够被硬脂酸包覆 ,并且硬脂酸修饰的碳纳米管作为润滑油添加剂能够显著提高基础油的减摩抗磨性能 ,当添加量为 0 .15 %左右时 ,润滑油的减摩抗磨性能最佳 ,与基础油相比可以使摩擦系数下降10 %左右 ,磨损量下降 3 0 %～ 60 % .

金属陶瓷润滑油添加剂对钢-钢摩擦副磨损行为的影响及其铁谱验证

研究了一种以羟基硅酸铝为主的金属陶瓷润滑油添加剂对钢铁摩擦副磨损行为的影响,并用铁谱分析进行了验证。研究结果表明本添加剂具有明显的减磨作用和良好的磨损修复功能。加入添加剂后铁谱分析中的磨损烈度指数和磨粒浓度均随磨损过程呈下降趋势,提示了修复功能的机理可能是磨粒重返磨损表面。实际发动机润滑油的铁谱分析与试验机的分析结果一致。

天然蛇纹石粉体润滑油添加剂的自修复性能及自修复层形成机理研究

采用RFT-III型往复摩擦磨损试验机(盘-块接触方式)考察了油酸表面修饰天然蛇纹石粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的自修复性能;采用显微硬度计测定了试块磨损表面硬度,采用扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱仪分析了试块磨损表面和截面的形貌、组成、典型元素的化学状态,探讨了天然蛇纹石粉体的自修复机理.结果表明:油酸表面修饰天然蛇纹石粉体作为润滑油添加剂可显著减小钢-钢摩擦副的摩擦系数和磨损率.这是由于其可经由摩擦化学作用而在磨损表面生成具有良好减摩抗磨性能的自修复层所致.自修复层由不同粒径的纳米颗粒密堆积而成,主要成份为Fe2O3和非晶石墨,并含有少量Fe、有机物碎片、含硅有机化合物、SiO2等.

纳米坡缕石润滑油添加剂对灰铸铁HT200摩擦磨损性能的影响

制备坡缕石纳米粒子添加到150N基础油的润滑油体系,在MMU-10G摩擦磨损试验机上分别对该纳米粒子润滑油体系和纯150N基础油,在混合润滑条件下的铸铁HT200试样对摩时的摩擦磨损性能进行研究,并用SEM和金相显微镜对磨损表面进行观察和分析,借助EDX测定试样表面成分的变化,探讨摩擦磨损性能变化的机理。结果表明:自制备的用KH550硅烷偶联剂球磨修饰的坡缕石纳米粒子在基础油中分散性良好,在该润滑剂润滑条件下对摩的试样表面生成了自修复膜层,其磨损量明显减小,失重量下降约25.2%,平均摩擦系数下降约32.3%。

羟基硅酸盐润滑油添加剂对45^#钢／球墨铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了45#钢/球墨铸铁摩擦副在650SN基础油和含羟基硅酸盐矿物复合微粉的650SN基础油(KF-1)润滑下的摩擦磨损性能.结果表明:在650SN基础油润滑下的摩擦系数和磨损率随试验时间增加变化较小;而在KF-1润滑下,试验初期的摩擦系数和磨损率比基础油润滑下的稍大,随着试验时间的延长,相应的摩擦系数和磨损率同基础油润滑下的相比明显降低.磨损表面显微硬度测试结果表明,在KF-1润滑下45#钢磨损表面形成了多孔摩擦改性层,硬度明显提高,因而摩擦磨损性能显著改善.

纳米铜粉作润滑油添加剂时的“负磨损”现象研究

通过对纳米铜粉的摩擦学试验,发现随着摩擦时间延长运动副发生了负磨损现象。通常情况下磨损是摩擦的必然结果,此现象说明摩擦在一定条件下也可能导致负磨损,从而扩展了对摩擦磨损的认识。并且,负磨损现象的发现,证明了“动态自修复沉积机制”的存在,将有力支持装备智能修复技术的发展。