DDP功能化UiO-66纳米颗粒的制备及其作为润滑油纳米添加剂的摩擦学性能研究

金属有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)材料具有良好的机械性能、可设计的组成结构以及可调的表面物化性质,在润滑油纳米添加剂方面表现出潜在的应用前景,然而,MOFs纳米颗粒与基础油之间差的相容性限制了其进一步的发展.本文中选择具有良好化学、机械和热稳定性的UiO-66纳米颗粒作为润滑油添加剂,并通过将3种不同分子链长和结构的二烷基二硫代磷酸(DDP)分子在UiO-66上进行组装.借助透射电子显微镜、X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光动态光散射和高频摩擦磨损试验机对DDP修饰前后UiO-66的微观形貌、物相组成、化学结构、粒径分布和摩擦学性能进行了研究,发现DDP分子可以通过配位相互作用组装在UiO-66纳米颗粒表面而不会破坏初始MOFs的形状尺寸和结晶性,DDP的修饰有效改善了UiO-66纳米颗粒在溶剂以及基础油中的分散稳定性,进一步将其作为润滑油纳米添加剂,可表现出良好的减摩抗磨性能,并能有效提高基础油的抗载能力以及综合摩擦学性能.最后,通过X-射线光电子能谱仪对其摩擦机理进行了研究,结果表明:DDP分子修饰的UiO-66纳米颗粒通过DDP在摩擦副表面形成了摩擦反应膜以及Zr-MOFs的“滚珠轴承”效应,有效减少了摩擦副表面的摩擦磨损.