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.

石墨烯作为添加剂在两种成品润滑油中的应用可行性研究

为探索石墨烯对成品润滑油中原有添加剂体系的影响,判断其作为添加剂的应用可行性,本文中采用多层石墨烯与两种成品润滑油制备了石墨烯分散液.利用MS-10A型四球摩擦试验机与TE77长行程高频往复摩擦试验机测试了不同接触方式下石墨烯分散液的摩擦学性能;采用紫外分光光度计、旋转氧弹试验仪、高压差示扫描量热仪和成焦板试验仪等仪器对体系的分散稳定性与理化性能进行评价.试验结果显示:石墨烯在润滑油中无法保持长时间的分散稳定性,且对成品润滑油的各项应用指标无明显的提高作用,某些条件下甚至降低了油品的原有性能.分析表明:石墨烯的加入干扰了原有体系的平衡性和稳定性,无法与成品润滑油的添加剂体系发挥良好的协同作用,同时,石墨烯的规模化制备成本远高于常用润滑添加剂,因此结合上述研究结果可知,石墨烯材料目前尚不具备作为成品润滑油添加剂的可行性,其存在的诸多问题还需进行深入研究.

煤基低黏度茂金属聚α-烯烃基础油性能对比研究

采用气相色谱(GC)、热重分析法(TGA)、加压差示扫描量热法(PDSC)、凝胶色谱法(GPC)、旋转氧弹法等表征方法分析煤基低黏度茂金属聚α-烯烃(mPAO)的性能,并与对比样长链α-烯烃合成PAO进行对比。结果表明:煤基mPAO的黏度指数最高达到了147,黏温性能优于对比样;倾点普遍比对比样低6℃,低温动力黏度和低温泵送黏度也都小于对比样,表明煤基mPAO具有更好的低温性能;两者闪点相当,都在310℃开始快速热降解,煤基mPAO具有更高的完全分解温度;长链α-烯烃合成PAO具有更低的挥发度和更短的氧化诱导期,化学稳定性优于煤基mPAO。

纳米硼酸盐作为润滑油添加剂的现状及趋势

文章介绍了硼酸盐纳米粒子作为润滑油添加剂在国内外的研究现状和发展趋势,重点对其结构、性能及在润滑油中的应用进行了总结和分析,讨论了硼酸盐纳米粒子做添加剂的抗磨减摩机理,并对其未来研究、应用的发展进行了展望,提出了建议。

茂金属催化体系下煤制α-烯烃制备低黏度PAO基础油的工艺研究

以茂金属为主催化剂、三异丁基铝和有机硼化物为助催化剂,煤制α-烯烃为原料,采用釜式聚合法合成了低黏度聚α-烯烃基础油(PAO)。通过考察主催化剂及助催化剂用量、反应温度、反应时间对煤制α-烯烃转化率以及产物分布的影响,确定最佳工艺条件为:主催化剂/煤制α-烯烃质量比为1×10^(-4),Al/Zr摩尔比为9,有机硼化物/茂金属质量比为2,反应温度115℃,反应时间2.5h。在该工艺条件下,所制备的PAO基础油的运动黏度(100℃)为8.15mm^2/s,黏度指数158,倾点-54℃,闪点286℃,诺亚克蒸发损失为3.46%,是一种低黏度、高黏度指数、低倾点、高闪点、低蒸发损失的聚α-烯烃,产品主要由四聚体、五聚体和少量的三聚体、六聚体组成,该工艺具有较好的试验重复性。

皮肤敷料的研究进展

皮肤是人体最大的器官,对人体起着重要的屏障作用。当人体皮肤受到损伤时,常需要用到皮肤辅料进行修复。开发用以替代人体正常皮肤的皮肤敷料,对人类皮肤损伤的修护、医药化妆品研发等具有重要意义。皮肤敷料的发展日新月异,各种类型的皮肤敷料不断涌现。本文从类型、结构、性能等方面阐述了皮肤敷料的研究概况;介绍了传统型、生物型、合成型及复合型皮肤敷料,对以上四种类型皮肤敷料中的成分和特性进行了深入的探讨和对比;最后简述了目前商品化的人工皮肤的种类,并对未来皮肤敷料的发展进行了展望。

一种氧化石墨烯-酞菁复合材料及其非线性光学性能

提出一种溶剂法制备氧化石墨烯复合酞菁材料的途径并应用于激光防护,分别将化学法石墨烯和氧化石墨烯负载到酞菁上并通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线吸收近边结构谱(XANES)、热重分析(TGA)等一系列技术手段对其形貌、结构进行表征,用紫外-可见分光光度法(UVvis)考察其在有机溶剂中的紫外吸收和分散性,再通过用开口孔径Z扫描技术考察其非线性光学性能。表征技术结果发现,浓硫酸溶剂法可以成功将石墨烯及氧化石墨烯与酞菁复合,且浓硫酸浓度越高,接枝结构越稳定。将材料应用到聚氨酯薄膜中表现出一定的反饱和吸收响应,酞菁-少层化学法石墨烯的非线性透过率降低至45.5%,与酞菁相比降幅为39.1%;酞菁-氧化石墨烯的反饱和吸收系数提升至74.6cm/GW,增幅57.1%。在制备过程中给酞菁提供更多接枝位点的基底和溶剂环境,得到的复合材料便能在更高入射能量下表现出更高的反饱和吸收系数和更低的光限幅阈值,对于研究石墨烯和酞菁在非线性光学复合材料技术领域的应用有一定的指导意义。

掺锶复合PVA/生物活性玻璃水凝胶的制备及其体外软骨修复性能研究

目的研究以聚乙烯醇(PVA)、生物活性玻璃(BG)及氯化锶为主要原料,制备的PVA水凝胶、PVA/生物活性玻璃水凝胶、掺锶复合PVA/生物活性玻璃水凝胶的可降解性能、离子释放性能和促软骨修复性能。方法PVA溶液与BG溶胶凝胶溶液在加热搅拌下生成PB水凝胶,PVA溶液与Sr-BG溶胶凝胶溶液加热搅拌生成PBSr水凝胶,将PB和PB-Sr水凝胶浸泡于磷酸盐缓冲液(PBS)中,研究其体外降解性能、离子释放性能和结构变化。在水凝胶上培养软骨细胞,经细胞增殖能力实验和细胞荧光染色观察细胞增殖情况。结果PB和PB-Sr水凝胶在PBS溶液中逐渐降解,28 d后PB水凝胶降解率为25%,PB-Sr水凝胶降解率为16%,水凝胶表面均有羟基磷灰石形成。细胞实验结果显示培养7 d后PB-Sr水凝胶的OD值为0.76±0.04,PB水凝胶的OD值为0.52±0.02,均显著高于对照组,PVA水凝胶的OD值0.45±0.04,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论该掺锶复合PVA/生物活性玻璃水凝胶具有良好的降解性能和离子释放性能,能有效促进软骨细胞增殖。

一种改性全氟聚醚衍生物在全氟聚醚基础油中的摩擦学性能研究

目的通过对全氟聚醚衍生物的改性研究,开发出在全氟聚醚(PFPE)基础油中性能优越的摩擦改进剂。方法对全氟聚醚醇合成改性,得到一种新型全氟聚醚衍生物——五氟苯甲酸全氟聚醚酯。利用红外光谱仪和核磁共振氟谱对其结构进行表征,并考察了与PFPE的相容性。利用四球摩擦试验机考察其作为PFPE基础油添加剂的摩擦学性能。利用XPS和EDS能谱、三维轮廓仪和SEM分析表面组成和形貌,并由此推测润滑机理。结果所设计合成的新型全氟聚醚衍生物具有良好的热稳定性,在150℃时才开始分解。与基础油相比,此添加剂的加入能够减小25%左右的摩擦系数和30%左右的磨斑直径,并比其他添加剂表现出更优异的摩擦学性能。当添加量为2%(质量分数)时,摩擦系数降为0.073,磨斑直径为0.303 mm。改性全氟聚醚衍生物能够促使碳氟键断裂,形成更多的自由氟原子与金属表面发生摩擦化学反应,其中酯基团所连的五氟苯会吸附在金属表面,两者共同作用于金属表面,使之形成润滑膜,从而起到减摩抗磨的作用。结论改性全氟聚醚衍生物是一种适用于PFPE基础油,且性能优异的新型添加剂。

一种含氮杂环官能团添加剂的摩擦学性能研究

为了满足高档工业润滑油对油膜强度越来越苛刻的要求,设计并合成了一种分子结构中含氮杂环官能团的酸性磷酸酯复合胺盐。结合油品的开发工作,对添加剂的摩擦学性能进行了全面考察,与常用磷氮类极压抗磨添加剂T308B、T307进行对比。结果表明:所设计的添加剂不但有较好的抗磨性能和突出的承载能力,而且还表现出良好的热稳定性、防锈性和抗腐蚀性能,是一款具有应用前景的多功能添加剂。X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,摩擦试验结束后,添加剂分子中的N元素存在形式为有机氮化学态,P和Fe元素的存在形式分别是PO_4^(3-)和FePO_4,这种含有机氮配位化合物和无机磷酸盐的混合润滑膜使添加剂表现出良好的极压抗磨作用。

不同碱值磺酸盐防锈性能的研究

磺酸盐作为防锈剂应用广泛,但对不同碱值磺酸盐的防锈性及腐蚀机理研究不多。采用盐雾试验、液相锈蚀试验、水置换性试验、加速叠片试验和单片防锈试验等方法,对几种不同碱值的磺酸盐进行防锈性能的评价和比较。在此基础上,探究了不同试验方法在测试过程中锈蚀机理的差异,从而得到不同碱值磺酸盐在不同环境中的性能规律。试验发现:随着碱值的降低,不同磺酸盐的防锈性能逐渐增加;其中中性的二壬基萘磺酸盐的防锈性能最优异,具有更优异的抗盐雾、抗湿热性能和水置换性,更适用于涂覆在叠放存储的金属工件上的防锈油中。

功能化氧化石墨烯在水基润滑体系的摩擦学行为

氧化石墨烯(GO)因兼具界面活性和摩擦学特性在金属加工液领域具有较大的应用潜能。制备了三种不同功能化GO(FGOs),包括醇边缘修饰的Oct-O-GO、胺边缘修饰的Oct-N-GO以及胺基面修饰的C8H18NGO,并采用元素分析、FTIR、Raman、XRD和TGA对其结构进行表征确认。首先,研究了FGOs的油水界面及乳化特性;然后,利用FGOs做乳化剂和润滑剂成功构建了GO基Pickering乳液;最后,采用UMT-Tribolab考察了所构建乳液的摩擦学性能,并利用XPS和XANES等探究了其润滑作用机理。

两种硫化烯烃的性能对比及其构效关系研究

选择两种不同结构的硫化烯烃润滑添加剂(T321和LZ5340),采用四球摩擦磨损试验机考察了其极压和抗磨性能,并对比了二者的抗铜片腐蚀性能。结果表明:两种硫化烯烃均能有效降低基础油的摩擦系数和磨损率,显著提高油品的极压性能;T321的减摩、抗磨以及抗腐蚀性能均优于LZ5340,但其极压性能略差于LZ5340。采用气相-质谱联用仪(GC-MS)、核磁共振波谱仪(NMR)、红外光谱仪(IR)及元素分析仪对添加剂的组成和结构进行分析,研究两种不同类型硫化烯烃的结构和性能之间的构效关系,发现硫化烯烃的有效组分及活性硫含量的差异均对其性能产生影响。

功能化氧化石墨烯-酞菁复合物的润滑特性

以无金属酞菁复配胺边缘功能化氧化石墨烯制备一种环境友好型润滑油添加剂,采用SEM、FTIR、Raman、TGA验证其结构。采用UV-Vis考察其在偏苯三酸酯TM320基础油中的分散性,发现胺边缘功能化氧化石墨烯-酞菁复合物分散稳定性好。利用四球摩擦磨损试验机MS-10A评价其在偏苯三酸酯TM320基础油中的润滑特性,结果发现其具有优异的减摩抗磨性能,摩擦因数和磨斑直径分别较纯基础油下降了25.3%和24.1%。通过XANES和SEM-EDS分析发现,摩擦表面的摩擦膜由功能化氧化石墨烯-酞菁复合物组成,表明可能是酞菁的强配位空穴和胺边缘功能化氧化石墨烯的强吸附协同增效,使其在摩擦过程中能在摩擦副表面快速形成有效的界面润滑膜。

氧化石墨烯基水性防锈剂的性能研究

氧化石墨烯在防锈领域具有应用潜能,但相关报道较少。以氧化石墨烯(GO)及不同功能化GO衍生物(fGOs)作为水基防锈添加剂,配制不同体系的水性防锈产品,通过铸铁屑法、硫酸铜点滴法和酸雾试验等方法,考察其在不同配方中的耐腐蚀性能。结果表明:不同结构fGOs在各水基体系中防锈性能不同,且fGOs的耐腐蚀性优于GO;与市售防锈剂相比,以fGOs为添加剂制备的水性防锈剂可明显提高304钢的耐腐蚀性能,其中辛胺面上功能化GO(C8H18NGO)综合性能最优。

利用正交试验法开发高效防锈油配方的研究

采用正交试验法设计了两组高效防锈油配方,其中BSN配方体系采用中性二壬基萘磺酸钡、重烷基苯磺酸钡、油酸、十二烯基丁二酸、正油烯基肌氨酸、羊毛脂和基础油;T701配方体系采用重烷基苯磺酸钡、十二烯基丁二酸、山梨糖醇酐单油酸酯、羊毛脂和基础油。采用中性盐雾试验方法评价了不同配方油品的防锈性能,探究了各类添加剂对防锈性能的影响。结果证明,两组防锈油优化配方表现出优异的防锈性,抗盐雾效果优于国外同类样品。

不同相态液晶添加剂的润滑性能及机理分析

为了研究液晶化合物作为润滑添加剂的摩擦学性能及其作用机理,考察了2种向列相液晶和2种胆笛相液晶在矿物基础油中的摩擦学性能,比较了不同结构添加剂抗磨减摩性能的差异并分析了原因,在此基础上简述了液晶化合物的不同相态对于润滑性能的作用机理。结果表明:加入1%的液晶添加剂均可明显改善基础油的润滑性能;向列相液晶添加剂由于分子结构刚性更强,利于增加油膜强度以避免干摩擦产生;而胆备相液晶添加剂分子呈片层、螺旋结构,柔性链易适应磨痕,在同等载荷下有着更好的抗磨效果。

模拟人体皮肤湿度响应特征和力学性质的皮肤模型

优质的仿生皮肤模型(ASM)对皮肤接触材料的研究与开发至关重要,因此ASM的研究也备受重视。为了模拟人体皮肤的湿度响应特性和力学特性,将壳聚糖(CTS)水凝胶与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合构建了皮肤模型,并探索了二者的质量比以及固化剂的用量对ASM性能的影响。研究发现,随着固化剂用量的减少,ASM的水合度及吸水溶胀率均提高;当固化剂与PDMS的质量比小于1∶20时,ASM能够模拟人体皮肤水合度状态。材料表面力学性能测试试验机(UST)的测试表明,随着固化剂用量的减少,ASM的弹性模量降低,且当固化剂与PDMS的质量比为1∶50时,ASM的弹性模量随深度的变化与人体手臂皮肤随深度的变化一致,且干燥ASM的弹性模量比湿润ASM的弹性模量大,这也与人体皮肤的特性一致。

油胺修饰镍纳米粒子在锂基脂中的摩擦学性能

为提高镍纳米粒子作为润滑脂添加剂的减摩和抗磨能力,采用油胺对其进行修饰以减少团聚,通过SEM、FT-IR和XRD对OA-Ni的微观形态和结构进行了表征,利用四球摩擦试验机和TE77往复摩擦试验机考察表面修饰的镍纳米粒子(OA-Ni)对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,并探讨其在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:制备的油胺修饰镍纳米粒子呈不规则的圆片状,粒径约为100 nm,在润滑脂中有良好的分散性;经油胺表面改性的镍纳米粒子能有效改善锂基脂的摩擦学性能,抗磨和减摩性能分别提升了36.6%和15%。磨损表面分析结果表明,在摩擦过程中油胺修饰的镍纳米粒子在摩擦表面形成了主要成分为Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)、NiO、Ni_(2)O_(3)等金属氧化物的摩擦化学膜,提高了锂基脂的摩擦学性能。

石墨烯在PAO基础油中的摩擦学性能

为了改善石墨烯在润滑油中的分散稳定性,利用一种高分子量丁二酰亚胺(分散剂A)辅助石墨烯分散于聚α-烯烃(PAO4)基础油中,采用紫外-可见分光光度法对其分散稳定性进行了监测,并使用UMT-3多功能摩擦试验仪和ContourGT-K型三维轮廓仪考察了石墨烯/PAO4分散液的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对磨痕表面的形貌和元素组成进行定性和定量分析。结果表明:分散剂A可有效提高石墨烯在PAO4中的分散稳定性,加入分散剂A后,石墨烯/PAO4分散液静置一周后的相对浓度为0.667,是未加分散剂的分散液的7.8倍;石墨烯作为润滑油添加剂能显著提升摩擦磨损性能,添加0.8 mg/mL的石墨烯和质量分数为0.2%的分散剂A,跑合期从670 s缩短至250 s,磨损体积减少了55%。