某型航空发动机润滑油性能结构热衰变机制研究

某型航空润滑油主要由基础油聚α-烯烃（PAO）和抗氧剂N-苯基-α-萘胺（T531）组成。借助高温高压反应釜模拟航空发动机温度,研究不同温度下抗氧剂T531对PAO理化性能的影响,并利用气相色谱/质谱联用（GC/MS）技术从分子水平上分析反应产物的结构组分变化,探究PAO和T531的高温衰变机制。结果表明,高温促使PAO基础油发生分子链断裂反应并产生了含氧化合物,致使PAO黏度降低和酸值升高;在一定温度范围内T531较好地延缓了PAO分子链的断裂;T531长时间在高温环境中也会发生衰变,产生大量链状酮类化合物,加深了润滑油颜色。     

两种航空润滑油高温氧化条件下抗泡性能对比分析

为探讨润滑油在高温高压等苛刻工况下的抗泡性能,以某型国产航空润滑油和进口酯类航空润滑油为研究对象,采用高温模拟氧化装置在175～290℃下进行氧化试验,测定不同温度下氧化后油样的100℃运动黏度和酸值,利用GC/MS分析油样氧化组分和主要产物,并分别对高温氧化油样的泡沫特性和空气释放值进行测定。试验结果表明:2种航空润滑油的黏度随着氧化温度的升高先增大后减小,且均在250℃达到黏度的最大值,但进口油由于极性分子间作用力的存在,其黏度值更加稳定;进口油在氧化温度过高时发生水解和热氧化,导致其酸值在高温下急剧增大,因而腐蚀性明显差于国产油;国产油在起泡倾向和空气释放性能方面均比进口油差,这是由于国产油中的PAO分子的表面聚合以及高温氧化条件下表面活性吸附层的形成,均增大了起泡倾向,并延长了空气释放时间,进而导致抗泡性能变差。     

某型航空发动机润滑油的热氧化安定性研究

通过高温高压反应釜实验模拟发动机实际工况条件,研究不同氧化温度对以聚α-烯烃合成油为基础油、2,6-二叔丁基对甲酚和对,对’-二异辛基二苯胺为抗氧剂的某型航空润滑油理化性能的影响,并根据润滑油高温氧化后产物的结构组成,分析PAO航空润滑油的氧化衰变机制。结果表明:温度越高,该型航空润滑油产生的小分子越多,黏度降低,酸值增大;抗氧剂的加入可以明显减缓油品黏度的衰减过程,并抑制小分子异构烷烃和烯烃的生成;在高温氧化衰变过程中,PAO基润滑油的高温氧化衰变经历了自由基反应历程。     

剪切对不同黏度聚α-烯烃性能的影响

齿轮在运转中受负荷、速度的影响,会对齿轮油有强烈的啮合剪切作用。为研究剪切对齿轮油性能的影响,利用FZG齿轮机对常用的工业齿轮油聚α-烯烃进行剪切试验,考察剪切作用对不同黏度聚α-烯烃基础油抗泡、抗氧化和摩擦学性能的影响。结果表明:不同黏度的聚α-烯烃基础油均具有良好的剪切安定性,PAO40剪切安定性好于PAO10和PAO4;剪切作用降低了PAO4、PAO10和PAO40的抗泡与抗氧化性能,但对摩擦学性能的影响较小。     

两种合成航空润滑基础油高温氧化衰变机理研究

为研究航空润滑油的热氧化安定性,模拟聚α-烯烃(PAO)和酯类油(DE)两种合成航空润滑基础油在发动机内的高温工况,借助傅里叶红外光谱(FTIR)、气相色谱/质谱(GC/MS)联用等仪器对反应油样的黏度和结构组成进行测试与分析.结果表明,PAO具有较差的热氧化安定性能,在200℃时就发生分解,而DE的分解温度可达到300℃.在两种航空润滑基础油的高温衰变中,均有不同的产物生成.PAO衰变产物主要包括烷烃和烯烃,而DE的衰变产物主要是含氧化合物.最后,根据实验结果分析了航空润滑基础油的高温衰变机理.     

两种合成航空润滑基础油高温氧化衰变机理研究（英文）

为研究航空润滑油的热氧化安定性,模拟聚α-烯烃(PAO)和酯类油(DE)两种合成航空润滑基础油在发动机内的高温工况,借助傅里叶红外光谱(FTIR)、气相色谱/质谱(GC/MS)联用等仪器对反应油样的黏度和结构组成进行测试与分析。结果表明,PAO具有较差的热氧化安定性能,在200℃时就发生分解,而DE的分解温度可达到300℃。在两种航空润滑基础油的高温衰变中,均有不同的产物生成。PAO衰变产物主要包括烷烃和烯烃,而DE的衰变产物主要是含氧化合物。最后,根据实验结果分析了航空润滑基础油的高温衰变机理。     

金属存在下聚α-烯烃基础油热氧化衰变性能结构对比分析

借助高温氧化模拟加速装置,模拟金属存在下聚α-烯烃(PAO)航空润滑油基础油高温工作环境,对比分析添加金属Cu前后油样的外观、黏度和酸值变化,利用GC/MS检测不同温度下油样的微观组成,并根据物质结构分析PAO理化性能变化的原因。结果表明:金属Cu加速了PAO的高温裂解,产生了某些生色化合物,加速了油品的氧化变质,使油品黏度降低,并生成了酸性物质使油品酸值增加;GC/MS分析结果表明,金属Cu的存在会加速PAO的氧化和裂解,产生碳数更少的烃分子,也促进含双键的不饱和烃、含氧化合物等物质的生成,在宏观上使油样运动黏度降低、酸值增大和颜色加深。     

聚α-烯烃润滑油基础油高温氧化性能特性变化分析

采用高温氧化加速模拟装置,研究聚α-烯烃基础油的高温氧化变化规律;利用FTIR和GC/MS等检测手段,分析聚α-烯烃基础油及其高温产物结构组成的变化,探讨结构变化对油品性能变化的影响,推测润滑基础油高温氧化的过程及其反应类型。结果表明：高温作用下,聚α-烯烃润滑基础油发生了严重的热氧化和热裂解反应,导致基础油颜色加深、黏度变小、酸值增大;由于聚α-烯烃含有较多的叔碳分子的特殊结构,在高温下易发生断裂,生成活泼的自由基,自由基在氧气作用下,发生氧化反应,生成小分子的醛、酮、酸、酯等物质,使得润滑油的酸值变化显著;同时聚α-烯烃分子发生断裂时,生成的小分子烷烃、烯烃等,造成聚α-烯烃润滑基础油黏度衰变。     

聚α-烯烃润滑油基础油高温氧化性能研究

采用高温氧化加速模拟装置,研究聚α-烯烃基础油的高温氧化变化规律;利用FTIR和GC/MS等检测手段,分析聚α-烯烃基础油及其高温产物结构组成的变化,探讨结构变化对油品性能变化的影响,推测润滑基础油高温氧化的过程及其反应类型。结果表明:高温作用下,聚α-烯烃润滑基础油发生了严重的热氧化和热裂解反应,导致基础油颜色加深、黏度变小、酸值增大;由于聚α-烯烃含有较多的叔碳分子的特殊结构,在高温下易发生断裂,生成活泼的自由基,自由基在氧气作用下,发生氧化反应,生成小分子的醛、酮、酸、酯等物质,使得润滑油的酸值变化显著;同时聚α-烯烃分子发生断裂时,生成的小分子烷烃、烯烃等,造成聚α-烯烃润滑基础油黏度衰变。     

酯类油对PAO基础油黏温性能的影响

为提高PAO(聚α-烯烃)对极性添加剂的感受性,改善PAO对橡胶密封件的相容性,通常在PAO基础油中加入少量的酯类油。研究PAO 2c与少量酯类油(邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和癸二酸二异辛酯(DIOS))的混合油样的高低温黏度变化规律。结果表明,高温条件下,PAO 2c与酯类混合油样稳定,没有出现相分离;低温条件下,DBP与PAO 2c混合油样出现分层现象,为确保混合基础油的低温性能,邻苯二甲酸二丁酯的质量分数宜分别控制在20%以内。这对调制低温性能优良、橡胶相容性好的润滑油有指导意义。     

含石墨烯聚α-烯烃合成基础油的摩擦学行为分子动力学模拟

为探究聚α-烯烃链长和石墨烯添加剂对聚α-烯烃(PAO)合成基础油摩擦性能的影响,采用分子动力学方法研究不同结构的PAO的摩擦学性能,分析PAO分子链长及石墨烯质量分数对润滑油与摩擦副接触面间的剪切应力、范德华能以及油膜厚度的影响。结果表明:石墨烯可以增加润滑油与摩擦副接触面间的范德华能,从而吸附更多润滑油分子,增加油膜厚度,降低剪切应力,提升润滑油减摩效果,且可使范德华能的变化更加平稳,提升润滑油吸附的稳定性;石墨烯对不同链长PAO的影响不同,对于短链PAO,石墨烯较低时就能起到很好的减摩效果,且减摩效果更加明显;而对于长链PAO,石墨烯含量较高时才能起到减摩效果。     

聚α－烯烃基础油中抗氧剂Ｎ－苯基－α－萘胺的氧化动力学

模拟实际使用条件,研究抗氧剂N-苯基-α-萘胺（NPAN）在聚α-烯烃（PAO）基础油中的热氧化性能,结合FTIR技术分析200 ℃反应油样的结构组成,应用GC/MS评价抗氧剂N-苯基-α-萘胺（NPAN）的热氧化衰变程度。结果表明,在PAO热氧化衰变过程中,其运动黏度值的变化与抗氧剂的含量有良好的相关性,随着抗氧剂的大量消耗,基础油开始急剧氧化,出现氧化失效现象;NPAN的热氧化反应为拟一级反应,抗氧剂的热氧化动力学规律可以很好地预测抗氧剂随反应时间及温度的消耗量,进而反映润滑油的热氧化衰变情况,为润滑油状况实时监控和及时掌握换油周期提供依据。     

PAO油和硅油调和基础油的特殊黏度变化规律

通过测定不同黏度的聚α-烯烃(PAOs)、硅油及其不同调和比例混合基础油在-50~50℃时的运动黏度,研究调和基础油的黏度随调和组分和温度的变化规律。结果表明,调和基础油的实测黏度远小于按国际通用黏度模型计算得到的黏度值;黏度相差较大的PAO油与硅油调和时,调和基础油的高低温运动黏度均在两调和组分的黏度之间变化;而黏度接近的PAO油与硅油调和时,在一定成分范围内,调和基础油的低温运动黏度低于两调和组分的黏度,其低温流动性更加优异。特定的PAO油与硅油能够相互用作低温降黏剂进一步改善润滑油的低温性能。通过引入分子间相互作用对这一现象进行了解释。     

航空发动机润滑油高温氧化GC/MS试验研究

以聚α-烯烃为基础油的JC-1、JC-2、928N和928U航空润滑油作为研究对象,采用GC/MS联用技术对样品进行分析,提出提高航空润滑油热氧化安定性的方法,在此基础上对聚α-烯烃基础油及其中所含的抗氧化剂进行分析,利用固体探针-飞行时间质谱分析技术对样品进行分析,了解了润滑油有机质组成的变化,为控制主润滑油品质衰变及在用油变色问题提供了科学依据。     

国内外PAO8锂基润滑脂的性能对比分析

开展国产聚α烯烃(PAO)基础油与国外PAO基础油理化性能的对比研究，发现国产PAO8基础油的黏度、黏度指数、倾点、低温动力黏度与国外PAO8基础油相当，模拟蒸馏数据接近，高温蒸发损失更小，旋转氧弹时间更长；国产PAO8润滑脂与国外PAO8润滑脂在低温性能、防腐性能和稠化能力方面相当，且具有相同的流变学性能和纤维结构；较之国外PAO8,国产PAO8应用在滚动轴承润滑脂中具有较好的轴承静音性能和高温抗氧化性，在滚动轴承磨损和轴承寿命方面具有优异表现。     

两种航空润滑油润滑性能对比研究

利用ASTM D4636标准氧化安定性模拟氧化装置,对国产某型航空润滑油和进口航空润滑油50-1-4Φ在不同温度下进行模拟氧化试验,对比分析氧化后2种润滑油的运动黏度、抗磨性能和承载能力的变化规律。结果表明:在175℃氧化温度以下,2种润滑油的运动黏度均比较稳定,仅随温度小幅增加,可以长期使用;在200℃氧化温度以上,2种润滑油的运动黏度随温度变化幅度较大,均不能长期使用;在超高温度环境中,航空润滑油可能出现黏度下降的情况,将不利于流体润滑油膜的产生,其中国产某型航空润滑油更能适应短时间的超高温环境;氧化作用对2种润滑油的抗磨性能影响不大,氧化后的国产某型航空润滑油抗磨性能略高于50-1-4Ф;氧化作用有利于2种润滑油承载能力的提高,氧化后的国产某型航空润滑油的承载能力比50-1-4Ф更强。     

黏度指数改进剂对光亮基础油性能的影响

为提高低黏度指数光亮基础油在齿轮油中的用量,使用3种不同种类的黏度指数改进剂改善光亮基础油的黏度指数,同时考察了黏度指数改进剂对基础油抗氧化、抗乳化、抗泡和摩擦性能的影响。试验结果表明:乙烯-α-烯烃低聚物具有良好的提高基础油黏度指数的能力和良好的剪切安定性,且对基础油的抗氧化性能影响较小;乙丙共聚物剪切安定性最差;聚甲基丙烯酸酯明显提高了基础油的极压抗磨性能,但明显降低了基础油的抗氧化性能。     

二丁基二硫代氨基甲酸铋的抗氧协同性能

为研究有机铋添加剂的抗氧化性能及与传统抗氧剂复配后的抗氧协同作用,采用薄层油膜微氧化实验考察二丁基二硫代氨基甲酸铋(Bi DDC)与p,p-二异辛基二苯胺(DODPA)在聚-α-烯烃(PAO)合成基础油和150SN矿物基础油中的抗氧协同作用,借助红外光谱定量分析基础油在不同氧化时间下的氧化程度,探讨Bi DDC与DODPA的抗氧协同机制。结果表明:Bi DDC自身具有一定的抗氧化性能,与DODPA复配后,Bi DDC可以起到消除自由基和分解氢过氧化物的作用,可使润滑油中的氢过氧化物分解,而芳胺抗氧剂能够捕捉自由基,控制氧化链的生长;Bi DDC和DODPA复配后,能够降低添加剂的用量,提升润滑油的抗氧化能力,表现出了良好的抗氧协同性能。     

高温下抗氧剂对聚α-烯烃基础油黏度衰变的影响

采用高压釜模拟润滑油实际作业环境,研究抗氧剂2,6二叔丁基对甲酚(DBPC)和对,对'-二异辛基二苯胺(DODPA)在高温下对聚α-烯烃(PAO)航空润滑基础油运动黏度的影响,结合FTIR和GC/MS技术,从分子水平分析不同黏度油样的组成成分和结构特征。结果表明:高温裂解是引起PAO黏度衰变的主要原因,油样中所生成的小分子量化合物越多,黏度衰变越严重;抗氧剂的加入可以有效抑制油品黏度的衰减,起到较好的抗氧增效作用,其中DODPA比DBPC表现出相对优异的高温抗氧化能力。采用高压釜模拟润滑油实际作业环境,通过理化分析方法分析润滑油黏度的变化,采用FTIR、GC/MS分析润滑油分子结构的变化,是一种研究在用油的衰变并掌握准确换油期的理想方法。     

聚α-烯烃航空润滑油基础油高温衰变中结构与性能的关系

借助高压釜装置模拟PAO基础油实际工况中的工作温度,结合GC/MS现代检测技术,从分子层面分析高温下PAO理化性能的衰退和其结构变化之间的关系。结果表明:PAO润滑油衰变的主要原因是高温引起的热裂解,但PAO润滑油在正常工作温度下的性能不会发生太大变化,严重衰变主要发生在230℃以上;高温作用下,PAO分子支链断裂,生成较多的小分子烃类物质,导致其黏度下降、倾点上升;但PAO的酸值变化较小,与GC/MS中仅检测到少量含氧化合物相对应;结构决定使用性能,得出带有支链合成烃PAO的热稳定性较其氧化安定性差。