吗啡啉二硫代氨基甲酸酯衍生物在菜籽油中的摩擦学性能

 摘要：合成了2种无灰无磷的吗啡啉二硫代氨基甲酸酯衍生物2-(morpholine-1-dithiocarbamate) butyl acetate (MCTB) 和2-(morpholine-1- dithiocarbamate) hexyl acetate (MCTH),探讨了其在菜籽油中的油溶性、抗腐蚀性,并利用四球摩擦磨损试验机考察了其在菜籽油中的抗磨减摩性能,采用扫描电子显微镜(SEM)分析钢球表面磨斑形貌。结果表明,MCTB和 MCTH添加剂在菜籽油中具有良好的油溶性、抗腐蚀性,可以显著地提高菜籽油的承载能力;四球试验钢球磨斑表面平整、光滑、犁沟浅,无腐蚀剥落,具有较好的抗磨性能。MCTH的抗磨减摩性能均优于MCTB。     

二烷基二硫代磷酸镧的制备及性能研究

研制了二烷基二硫代磷酸镧（ＬａＤＤＰ），并在四球机上评定了其摩擦磨损性能；采用扫描电镜和能谱分析了钢球表面的磨斑形貌和元素组成。结果表明，二烷基二硫代磷酸镧具有良好的抗磨减摩性能，磨斑表面含有硫、磷、镧等抗磨成分。     

含N、S羟基衍生物的合成及其摩擦学性能

合成了1〖DK〗,2 ［N〖DK〗,N 二正丁基二硫代氨基甲酸基］乙醇（NSO1）和2 ［2 苯并噻唑基］硫代乙醇（NSO2）2种添加剂,并采用FT IR、ESI MS和元素分析手段表征了其结构。考察了NSO1和NSO2的热稳定性及其在菜籽油（RO）中的油溶性。采用四球摩擦磨损试验研究了2种添加剂在菜籽油中的减摩、抗磨以及极压性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）观察和分析了钢球磨斑表面形貌及元素组成。结果表明, NSO2的热稳定性优于NSO1, 其摩擦学性能也明显优于NSO1。NSO2优异的摩擦学特性主要得益于其分子中含有杂环结构,在边界润滑中,能够起到极压、抗磨的作用。     

含硫、硼的改性菜籽油润滑添加剂的制备及摩擦学性能

在菜籽油分子中引入硫和硼，合成了一种新型润滑油添加剂，在四球摩擦磨损试验机上考察其在菜籽油基础油中的摩擦学性能；采用X射线光电子能谱仪观察分析了钢球磨斑表面元素的化学状态。结果表明，该添加剂具有优良的减摩抗磨作用，其润滑作用机理是长链菜籽油分子的载体作用、硼的缺电子性和硫的高反应活性在钢球表面形成了含硫、硼、氧及碳等元素的表面保护膜。     

2-巯基苯并噻唑的改性及在菜籽油中的摩擦学性能研究

 摘要：在2-巯基苯并噻唑分子中引入硼元素(B)和油溶性基团正辛氧基，合成了2-硫酮苯并噻唑啉-3-甲基二正辛基硼酸酯(OTB)，以它作为润滑油添加剂，采用四球摩擦磨损试验﹑铜片腐蚀性试验分别考察了加有OTB的菜籽油(RO)的摩擦学性能及抗腐蚀性能，分析了载荷﹑摩擦时间﹑添加剂含量对菜子油摩擦学性能的影响。结果表明，在菜子油中添加OTB后，其承载能力明显提高，磨斑直径和摩擦系数均显著下降，特别在较高的载荷下具有更好的抗磨减摩性能，并表现出较好的抗腐蚀性能，可以作为润滑油多功能添加剂使用。     

添加剂在复合锂基润滑脂中抗磨性能的研究

采用不同黏度的基础油制备的复合锂基润滑脂中,加入极压抗磨添加剂,采用四球试验机,改变钢球之间转速,评价润滑脂的抗磨性能,并采用扫描电子显微镜(SEM),分析钢球磨斑的形貌及元素含量.通过对钢球表面温度、磨斑直径、磨斑形貌和磨斑元素组成及含量的分析和比较,考察了基础油的黏度和钢球转速对加入固体和液体添加剂的润滑脂抗磨性能的影响.     

N-月桂酰基丙氨酸在矿物油中的摩擦学性能研究

采用月桂酰氯与丙氨酸在碱性溶液中反应，合成了一种新型润滑添加剂——N-月桂酰基丙氨酸，用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定。考察了该化合物作为润滑油添加剂对HV1350矿物基础油生物降解性能的影响，并通过四球试验机考察了其在HV1350矿物基础油中的摩擦磨损性能；用扫描电子显微镜（SEM）观察分析钢球表面磨斑形貌，用X射线光电子能谱仪（XPS）对钢球磨损表面典型元素的化学状态进行分析。结果表明：N-月桂酰基丙氨酸作为矿物油添加剂表现出极好的提高矿物油生物降解性的作用及良好的抗磨减摩性能，是一种环境友好的润滑油功能添加剂。     

ZDDP与MoDTC在含酯类油的PAO基础油中的抗磨性能研究

将二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)分别加入聚ɑ-烯烃（PAO）、PAO与分散剂、PAO与酯类油3种试样中，进行四球机抗磨试验，考察ZDDP和MoDTC对不同试样的感受性。将ZDDP和MoDTC两种添加剂进行复配试验，并通过扫描电镜观察磨斑形貌。试验结果表明：酯类油能够很好地提高PAO基础油的抗磨性能，其质量分数为5%～10%时即可达到较好的抗磨性能；PAO与分散剂试样中，增大ZDDP的加入量不能有效地降低磨斑直径，增大MoDTC的加入量可降低磨斑直径；PAO与酯类油试样中，随着ZDDP加入量的增加，磨斑直径减小，ZDDP的抗磨效果优于MoDTC；两种添加剂复配后与单剂相比无明显的增效作用。磨斑形貌分析结果表明：加入MoDTC的基础油试验测得的磨斑表面平整，对摩擦表面修复作用更佳，同时添加ZDDP与MoDTC的基础油，试验测得的表面磨痕不规则，两剂具有竞争关系。     

电磁场作用下含三乙醇胺硼酸酯润滑油的摩擦学特性

使用改进后的四球摩擦磨损试验机,考察了添加三乙醇胺硼酸酯（TBE）抗磨添加剂的150SN基础油在电磁场作用下的摩擦磨损性能,使用扫描电子显微镜（SEM）观测钢球磨痕表面形貌,采用X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线能谱仪（EDS）分析了磨斑表面典型元素的化学状态,并从电磁场的物理效应和化学效应两个方面对摩擦学机理进行了初步探讨。结果表明：在电磁场作用下,150SN基础油润滑下的钢球磨斑直径和摩擦因数均比无电磁场时大,含TBE润滑油润滑下钢球的磨斑直径比无电磁场时小,但摩擦因数比无电磁场时大。电磁场对磨损微粒的作用使其在摩擦表面形成一个保护膜层,并且电磁场会促进TBE中B和N元素与金属基体的键合作用,在摩擦表面形成含Fe和B元素的摩擦化学反应膜及含有机氮化物的高强度聚合物膜,从而影响TBE的抗磨减摩性能。     

环境友好含氮润滑油添加剂的合成及其摩擦学性能研究

设计合成了4种不同结构类型的新型环境友好润滑〖JP2〗油添加剂（LA1~LA4）,采用1H NMR和MALDI TOF MS〖JP〗确证了其分子结构。考察了4种添加剂的油溶性、热稳定性和抗腐蚀性;在四球摩擦机上考察了其在液体石蜡（LP）中的摩擦学性能;用扫描电子显微镜（SEM）观察了钢球磨损的表面形貌,并用能谱分析仪（EDS）分析了钢球磨斑表面的元素组成,初步探讨了其摩擦作用机理。结果表明,4种添加剂具有优良的油溶性、热稳定性和抗腐蚀性,能够满足实际工况的要求;LP+10% LA2（质量分数,下同）的最大无卡咬负荷（PB）值比LP提高了87%,LP+10% LA3的烧结负荷（PD）值是LP的2倍,LP+10% LA3的钢球磨斑直径（WSD）只有LP的50%;SEM显示4种添加剂的加入能明显减小WSD,减少表面磨痕数量;EDS结果表明,添加剂在摩擦过程中形成复杂的反应膜。添加剂结构中的官能团会影响其性能,黄原酸酯基和羧酸酯基能够提高添加剂的极压抗磨性能。     

油溶性氢氧化镧/氧化石墨烯纳米复合物的制备、分散和摩擦学性能

Lanthanum hydroxide/graphene oxide nanocomposites(La(OH)_3/GO) modified by octadecylamine(OCA), oleylamine(OLA), and polyvinylpyrrolidone(PVP) were prepared, respectively, as the base oil additives. The dispersion stability of different modified La(OH)_3/GO in base oil was studied by means of centrifugation. The tribological properties of oleophilic La(OH)_3/GO in base oil were investigated using an UMT ball-disc tribometer. The micro-morphology and chemical composition of the worn surface were characterized by 3 D laser microscope, SEM, EDS, XPS, and Raman spectroscopy, respectively. The wettability performance of the worn surface was also studied based on the contact angle measurements. The test results showed that the OLA-La(OH)_3/GO nanocomposites had good dispersion stability in base oil. The anti-wear performance of base oil was improved significantly by the addition of OLA-La(OH)_3/GO nanocomposites. The characterizations of worn surface showed that the OLA-La(OH)_3/GO nanocomposites could form the metal oxide and graphene protective films effectively on the friction interface and thus increased the oil wettability of the worn surface, thereby resulting in an improved wear resistance.     

润滑油纳米铜添加剂在几种不同种类基础油中的摩擦学特性研究

采用四球试验机分别考察了润滑油纳米铜添加剂在矿物油、合成油、菜籽油3种不同类型基础油中的摩擦学性能。结果表明：润滑油纳米铜添加剂在3种基础油中都具有一定的摩擦学改善效果，尤其是在合成油PAO中，其摩擦学改善效果十分显著，而在菜籽油中，其摩擦学改善效果稍差。采用现代表面分析技术对纳米铜添加剂分别在3种类型基础油中钢球磨斑表面膜的铜含量进行了对比分析，发现纳米铜添加剂的摩擦学性能与单质铜在摩擦表面的沉积量有较大关系。     

油溶性纳米Cu作为润滑油添加剂在钢-铜摩擦体系中的摩擦学性能

实验室制备了油溶性纳米Cu润滑油添加剂，将其以1％的质量分数分散于SJ15W／40润滑油中，并以不加该剂的SJ15W／40润滑油作为参比油，采用端面试验机考察其在钢一铜摩擦副体系中的摩擦磨损行为。结果表明，在试验所选定的摩擦时间、载荷、转速条件下，添加了油溶性纳米Cu的润滑体系的摩擦系数和磨损体积都小于参比油，具有优异的减摩抗磨性能。表面分析结果表明，油溶性纳米Cu添加剂能够降低摩擦表面的显微硬度，并显著改善磨损表面的形貌。在摩擦过程中，油溶性纳米Cu添加剂在摩擦面会形成低剪切的膜层，降低摩擦副间的横向剪切力并补偿了磨损，同时在一定程度上修复了磨损表面，表现出低摩擦、低磨损及改善磨损面形貌的性能特征。     

Si-Sn型复合纳米粒子添加剂的摩擦磨损和自修复性能

采用化学方法制备了Si-Sn型复合纳米添加剂,分别采用四球摩擦磨损试验机和环-块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用。 用扫描电子显微镜、粗糙度测定仪以及X射线光电子能谱仪等对摩擦副磨损表面进行分析，并探讨其抗磨减摩作用机理。结果表明，Si-Sn型复合纳米添加剂具有优良的减摩抗磨性能,且对磨损表面具有一定的修复作用。Si-Sn型复合纳米添加剂在摩擦表面沉积并在接触区的高温、高压作用下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,由于这层膜的剪切强度较低,可以减少摩擦界面的粘着磨损,表现出良好的减摩抗磨和自修复性能。     

SiO_2/CuO复合纳米粒子添加剂的摩擦学和自修复性能研究

采用化学方法制备了SiO2/CuO复合纳米粒子,分别采用四球摩擦磨损试验机和环-块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用。用PHI-5702型多功能X-射线光电子能谱仪表征钢球磨斑所存在的元素及其价态;用Quant200型扫描电子显微镜(SEM)和GENESIS型X-射线能谱仪(EDX)观察分析试块磨痕形貌和元素组成。并探讨了复合纳米粒子添加剂的润滑作用机理。结果表明,复合纳米微粒添加剂在摩擦过程中由于压应力的作用而沉积于磨损表面微观缺陷区域,从而对磨损表面起到良好的修复作用。另外,SiO2/CuO复合纳米微粒添加剂可在摩擦副接触表面吸附、沉积,并在接触区的高温高压下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,从而减轻摩擦界面的粘着磨损,表现出良好的减摩抗磨性能。     

食用废油制备凹凸棒脂及其摩擦学性能研究

以食用油废油作为基础油,以改性凹凸棒黏土作为稠化剂制备了废油基润滑脂,考察了该润滑脂的几种物理性能,并采用热重分析（TGA）仪测定了该润滑脂的热分解温度,采用SRV摩擦磨损试验机考察了所制备润滑脂的摩擦学性能,分别用3D轮廓扫描仪、扫描电子显微镜（SEM）和X 射线光电子能谱（XPS）仪对刚球磨斑进行了磨损体积测定、形貌观察和表面元素化学状态分析。结果表明,采用食用油废油所制备的润滑脂具有优良的摩擦学性能,摩擦表面形成的摩擦保护膜是其抗磨和减摩性能得以提高的根本原因。该润滑脂的成功制备为解决废油再利用提供了新的途径。     

含硼杂环抗磨添加剂的合成及其摩擦学性能

 从分子设计的观点出发，合成了一种新型含硼杂环抗磨添加剂SONB，采用四球摩擦磨损试验机评价了其摩擦学性能。结果表明，在菜籽油(RSO)中加入添加剂SONB后，承载能力有较大提高，磨斑直径明显减小，摩擦系数明显降低。从磨损表面SEM/EDS、XPS分析结果可以推断，该添加剂在摩擦过程中发生了化学分解反应，S元素在钢球的表面形成了一层含Fe₂(SO₄)₃和FeS₂ 的反应膜，N、B元素则以吸附膜的形式存在于摩擦表面， 两种膜的协同作用提高了菜籽油的减摩抗磨性能及承载能力。     

二硫化钨发动机油的研制及摩擦学性能研究

采用矿物油和合成油调配成半合成发动机油基础油,通过表面化学修饰和吸附修饰表面改性超细二硫化钨颗粒,使其作为固体润滑添加剂稳定悬浮于基础油中,并加入一定量的功能添加剂,研制了一种二硫化钨发动机油。经过摩擦学性能实验以及与国内外发动机油进行对比研究后,发现该发动机油的油膜强度分别是国外发动机油和国内发动机油的1.06和1.38倍,烧结载荷分别是它们的1.75和2.33倍,并且在392N、1450r/min、30min条件下长时间作用时,摩擦副的摩擦系数随时间的增长而减少,磨斑直径减小,磨斑表面光滑,没有明显的犁沟出现。表明二硫化钨发动机油具有优良的抗磨、减摩和极压性能。     

新型无硫磷有机钼添加剂的制备与摩擦学性能

研制了一种新型无硫磷有机钼润滑油添加剂月桂酸-N-钼酸酯(LNME),采用傅里叶转换红外光谱（FT-IR）表征了其分子结构,在四球摩擦磨损试验机上考察了其在Ⅱ类基础油150SN中的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对摩擦表面进行了分析,探讨了摩擦学作用机理。结果表明,所制备的新型润滑油添加剂LNME在摩擦副表面能形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了铁的氧化物、有机氮和MoO_x的摩擦化学反应膜,从而表现出较好的承载能力和抗磨减摩性能。