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。

润滑油中二烷基二硫代磷酸锌与丁二酰亚胺的复合效应

研究了二烷基二硫代磷酸锌与丁二酰亚胺在液体石蜡中的复合效应，并对这２种添加剂单独使用或组合使用时在铁表面形成的保护膜进行了原位动态变温红外光谱分析，同时还与其它添加剂组合体系作了对比试验研究，探讨了二者产生复合效应的机理．结果表明：二烷基二硫代磷酸锌与丁二酰亚胺形成了络合物，并参与成膜过程而改变了膜的结构和组成，而且比单独使用二烷基二硫代磷酸锌时更易成膜，膜的分解温度也有较大提高，因而这２种添加剂组合具有更好的减摩抗磨性能，表现出良好的协同效应；由于摩擦过程中形成的络合物的竞争吸附，减小了丁二酰亚胺在分散相粒子表面的吸附量，降低了丁二酰亚胺的分散能力，致使分散相粒子容易发生聚集。

水溶性烷基硫代磷酸锌在钢球磨斑表面形成的润滑薄膜的分析研究

用扫描电子显微镜、电子探针和扫描隧道显微镜对水溶性烷基硫代磷酸锌在四球试验中于钢球磨斑表面形成的润滑膜进行了分析研究．结果表明：这种膜为非晶态，元素Ｐ和Ｚｎ的含量都较高，且在膜中均显示出明显的偏析现象，二者的富集位置相同，而元素Ｓ在膜中的分布比较均匀；这种润滑膜系多层膜，每层膜的厚度约为５００ｎｍ，润滑膜的平均直径约为１５０００ｎｍ．

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 。

O,O-二丁基二硫代磷酸锌在玻碳电极上的电氧化特性

采用循环伏安法和计时电量法等测试方法,以玻碳(GC)电极为工作电极,研究了O,O-二丁基二硫代磷酸锌(ZBPD)在含0.5mol·L-1 LiClO4的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液(体积比9:1)中的电化学行为,并探讨了温度、扫描速率和底物浓度等因素对其电化学特性的影响。实验结果表明,ZBPD在GC电极表面的电氧化反应是受扩散控制的不可逆过程。估算了不同温度下ZBPD在DMF水溶液中的扩散系数D,进而求得其扩散活化能Ea约为29.52kJ·mol-1。

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.

O,O-二丁基二硫代磷酸锌制备及光谱分析

采用二步法合成出O,O-二丁基二硫代磷酸锌(ZBPD),通过UV-Vis,FTIR,TG-DSC对其进行检测和表征,揭示出ZBPD的微观结构和内在规律性。UV-Vis检测出了ZBPD在212.0和227.0nm有二个吸收峰,分别是n→σ*和π→π*电子跃迁产生的,吸收峰强度随ZBPD浓度呈规律性变化,为企业ZBPD产品质量检测,提供了基础数据。FTIR揭示了ZBPD分子内部的各元素之间的化学键键型。TG-DSC检测出ZBPD的质量变化与热效应两种信息,ZBPD的DSC曲线很复杂,84.3℃存在一个很宽的吸收峰,245.0,344.3,476.1,518.7℃存在四个放热峰,和ZBPD分子结构和少量杂质有关,ZBPD分解温度偏高,为采用硫化仪研究ZBPD的橡胶硫化性能提供参考。本研究为企业选定工作标准品,对ZBPD工业化生产进行跟踪检测,评判ZBPD的产品性能指标,填报立项ZBPD化工行业标准的申报,撰写标准草案提供基础实验数据。

O,O′-二正丁基二硫代磷酸锌碱式双盐的晶体结构

用 X—光单晶衍射方法测定了一个由氧桥连结的二正丁基二硫代磷酸锌碱式双盐的晶体结构.晶体属三斜晶系,空间群为 Ci—(?);晶胞参数:a=12.522(2)°A,b=14.514(2)°A,c=14.528(2)(?).α=112.13(1)°,β=106.72(1)°,Υ=106.65(1)°.本文用直接法和付里叶综合法解出结构.最终的一致性因子 R=0.086.结构分析表明,分子中存在一个由处于对称中心的氧和与其四配位的锌所构成的骨架,金属锌呈空缺无序状态.

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。

二烷基二硫代磷酸锌与偶联剂Si69并用对NR胶料性能的影响

研究二烷基二硫代磷酸锌/白炭黑(莱茵克ZDT/S)与偶联剂Si69并用对NR胶料性能的影响。结果表明,NR中加入莱茵克ZDT/S,延长了胶料的焦烧时间(ts1)和正硫化时间(t90);随着莱茵克ZDT/S用量的增大,ts1和t90明显延长。与偶联剂Si69并用后,NR胶料的抗硫化返原性提高。正硫化条件下,当莱茵克ZDT/S用量为1份时,NR硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度较大;过硫化条件下,莱茵克ZDT/S使胶料的撕裂强度保持率增大。差示扫描量热仪分析结果表明,莱茵克ZDT/S的加入提高了硫化体系的分解温度。

O,O-二丁基二硫代磷酸锌在羧基化多壁碳纳米管粉末微电极上的电氧化行为

以羧基化的多壁碳纳米管(C-MWNT)为电催化材料制成了羧基化多壁碳纳米管粉末微电极(C-MWNT-PME)。采用循环伏安等测试方法研究了O,O-二丁基二硫代磷酸锌(ZBPD)在C-MWNT-PME上的电氧化行为,讨论了扫描速率和底物浓度对其电氧化行为的影响,并进一步研究了C-MWNT-PME在ZBPD电氧化过程中的稳定性。结果表明,多壁碳纳米管经羧基化处理后,其对ZBPD电氧化反应的催化活性得到了明显的提高;ZBPD在C-MWNT-PME上的电氧化反应是一个受扩散控制的不可逆过程;C-MWNT-PME在ZBPD的电氧化过程中具有良好的稳定性。

新型有机锌润滑油添加剂的合成及性能(Ⅲ)——二烷基芳胺基二硫代磷酸锌的表征及性能

对合成的新型有机锌润滑油添加剂二烷基芳胺基二硫代磷酸锌进行了元素分析及红外光谱分析,并做了部分性能测试:最大无卡咬负荷PB值为766N;磨痕直径(392N,60min)为0.25mm;铜片腐蚀(100℃,3h)为1a级;热分解起始温度为270℃;热分解最终温度为500℃.结果表明:所设计的合成路线是正确的,最终产物是以二烷基芳胺基二硫代磷酸锌为主的混合物.该添加剂具有较高的热稳定性,并可提高润滑油的承载负荷.加有该剂的150SN基础油其PB值增加了90%以上,而磨痕直径减少了60%以上.

新型催化剂用于二烷基二硫代磷酸锌的制备

通过采用新型的催化剂(氨水溶液)代替传统用的催化剂(醋酸或醋酸锌)用于二烷基二硫代磷酸锌的制备,所制得的产品的pH值明显比使用传统的催化剂时要高,并且其它的性能指标也能达到相关的标准和要求。新型的催化剂优于传统的催化剂。

二烷基二硫代磷酸锌中碱性盐含量测定

介绍了用电位滴定法测定抗氧抗腐剂二烷基二硫代磷酸锌 (简称ZDDP)中碱性盐的含量。考察了方法的准确性 ,实验证明该方法简单易行 ,而且对中性盐与碱性盐有良好的区分性 。

二烷基芳胺基二硫代磷酸锌的合成及性能研究

以仲辛基苯酚、甲醛、氨水、P2 S5、氧化锌等为主要原料 ,合成了新有机锌润滑油添加剂———二烷基芳胺基二硫代磷酸锌 ,并对其进行了红外光谱分析及部分性能测试 :最大无卡咬负荷PB值为 76 6N ;磨痕直径 (392N ,6 0min)为 0 2 5mm ;铜片腐蚀 (10 0℃ ,3h)为 1a级 ;热分解起始温度为2 70℃ ;热分解最终温度为 5 0