非硫磷有机钼添加剂的制备及其摩擦学性能研究

采用二羟乙基十八胺与钼酸铵作为原材料,合成一种新型非硫磷有机钼添加剂N-十八烷基亚胺二乙醇钼酸二酯(HOAM),并利用红外光谱仪(IR)及电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)和元素分析(EA)对其进行结构表征,通过热重分析(TGA)研究其热稳定性。以锂基脂为基础脂,应用四球摩擦磨损试验机考察HOAM与市售的Molyvan 855添加剂在锂基脂中的抗磨减摩性能及极压承载能力;应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线近边结构吸收光谱(XANES)分析其磨斑形貌及摩擦膜的钼元素的化学组成。试验结果表明:HOAM具有较好的热稳定性,减摩性能和极压性能良好,其作为添加剂添加在锂基脂中可使钢球磨斑直径减小、磨斑形状变规则、犁沟变浅;非硫磷有机钼添加剂HOAM在摩擦过程中在摩擦副表面发生化学反应,生成了含Mo O-42的润滑膜,相比Molyvan 855具有更好的抗磨减摩性能。     

S-N型润滑添加剂的合成及其摩擦学性能研究

合成一种新型环境友好型、无灰、非磷极压抗磨剂——含羟基二烷基二硫代氨基甲酸衍生物(DDCSD)。采用红外光谱仪对其结构进行表征,利用热分析仪考察其热稳定性,使用四球试验机及SRV考察其在复合锂基润滑脂中的摩擦学性能,并用扫描电子显微镜及X射线光电子能谱分析摩擦表面形貌及表面化学成分。结果表明,DDCSD具有良好的热稳定性,能有效提高基础脂的抗磨、减摩及极压性能,可作为多功能润滑油脂添加剂ZDDP的替代品。这是由于DDCSD在摩擦过程中发生化学吸附及摩擦化学反应,在金属表面上形成了一层具有抗磨减摩性能的边界润滑膜,从而起到抗磨减摩的作用。     

单胺基双巯基三嗪衍生物的合成及摩擦学性能研究

为改善锂基脂极压抗磨性能使其适应于更为苛刻的工矿条件,合成了一系列单胺基双巯基三嗪衍生物,使用四球机考察了添加剂在锂基脂中的极压、抗磨、减摩性能。结果表明,此类添加剂均能改善锂基脂的极压、抗磨、减摩性能,碳链最短的2-二正丁胺基-4,6-二巯基-1,3,5-均三嗪(DBAT)的极压性能表现最佳,能够使锂基脂的pB值提高约50%,在不同负荷或不同质量分数的条件下DBAT表现出了最好的抗磨效果。使用SEM与XPS分析钢球表面典型元素的分布情况与化学态,发现由无机硫酸盐、硫化亚铁及有机含氮化合物所组成的保护膜可能是摩擦学性能提高的主要原因。     

高温环状磷酸酯润滑添加剂的制备及其摩擦学性能研究

制备一种新型高温无灰环状磷酸酯(CP)润滑脂添加剂,采用红外光谱和热分析仪对其分子结构及热稳定性进行表征。利用SRV-IV摩擦磨损实验机考察该添加剂高温下在锂基润滑脂中的摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)观察试验后试样的磨损表面形貌,采用X射线光电子能谱仪(XPS)对磨痕表面元素进行分析。试验结果表明,无灰环状磷酸酯能大幅度提高基础脂高温下的减摩抗磨性能,并在一定程度上可提高基础脂的极压性能。CP通过在摩擦副表面发生化学吸附和摩擦化学反应,生成由Fe(OH)O,FexOy,FePO4组成的边界润滑膜,从而表现出极好的抗磨减摩性能。     

非硫磷有机钨与二烷基二硫代磷酸锌的抗磨协同效应

合成一种不含硫磷的有机钨添加剂,采用四球试验机考察非硫磷有机钨与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)在聚α烯烃基础油中的抗磨减摩性能及协同作用,并使用扫描电子显微镜分析非硫磷有机钨与ZDDP的抗磨协同作用机制。结果表明:所合成的非硫磷有机钨在低载荷下在基础油中具有一定的减摩抗磨效果,但在高载荷下抗磨减摩性能较差;而非硫磷有机钨与ZDDP在高载荷下表现出优异的抗磨协同效应。非硫磷有机钨与ZDDP能够提高基础油抗磨减摩性能的原因是高温摩擦时在摩擦表面生成了含S和W的化合物。     

二氧化硅在锂基脂中的摩擦学性能研究

通过四球试验考察不同粒径和不同含量二氧化硅作为锂基脂添加剂的摩擦学性能,并研究表面改性对二氧化硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和EDX分析磨斑表面形貌及元素组成,探讨二氧化硅的润滑作用机制。结果表明:在一定工况条件下,二氧化硅能够提高锂基脂的减摩抗磨性能和极压性能;表面改性能提高二氧化硅的分散性能,但对其摩擦学性能影响不大;EDX能谱分析表明,二氧化硅和摩擦表面发生作用生成了具有良好摩擦学性能的表面润滑层。     

二氧化硅在锂基脂中的摩擦学性能

通过四球试验考察不同粒径和不同含量二氧化硅作为锂基脂添加剂的摩擦学性能,并研究表面改性对二氧化硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和EDX分析磨斑表面形貌及元素组成,探讨二氧化硅的润滑作用机制。结果表明:在一定工况条件下,二氧化硅能够提高锂基脂的减摩抗磨性能和极压性能;表面改性能提高二氧化硅的分散性能,但对其摩擦学性能影响不大;EDX能谱分析表明,二氧化硅和摩擦表面发生作用生成了具有良好摩擦学性能的表面润滑层。     

有机钼添加剂对重载装备柴油机油减摩抗磨性能的影响

针对某重载装备所用柴油机油CD~+/10W-40减摩抗磨性能不足的问题,分别添加不同含量的二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)、二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)和钼胺络合物(Mo-A)3种油溶型有机钼添加剂,通过SRV摩擦磨损试验机考察其减摩抗磨性能,通过激光显微镜、SEM、EDS、XPS对磨痕进行形貌观察及元素分析,并分析其减摩抗磨机制。结果表明:不同种类的有机钼在柴油机油中均能降低摩擦因数,但其减摩抗磨效果不尽相同,其中,0.8%质量分数的MoDTC在柴油机油中的减摩抗磨效果最佳,摩擦因数降低约53.3%,磨损体积减小约26.9%,而Mo-A反而使磨损增大。机制分析表明MoDDP和MoDTC在摩擦表面分解生成了含MoS_2、MoO_3等的化学反应膜和化学沉积膜,起到了减摩抗磨作用;而钼胺络合物在磨损表面没有形成含钼的摩擦保护膜,而是形成了磨粒,因而增大了磨损。     

有机硫化酯润滑油添加剂的制备及性能研究

在催化剂作用下,合成一种含有二丁基二硫代氨基结构的有机硫化酯润滑油添加剂(CNSB)。利用四球摩擦磨损试验机考察CNSB在100 N基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别分析磨损表面形貌和磨斑表面元素组成。结果表明:合成的CNSB作为润滑油添加剂具有较好的极压减摩性能,并明显优于同等条件下的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)。SEM和EDS表明,在摩擦过程中CNSB会发生分解并在摩擦副表面发生化学反应,生成一层由有机硫化物、硼的氧化物等组成的致密保护膜,从而有效减轻钢球摩擦副表面的擦伤和磨损,且CNSB中的B元素也与S元素发生了协同作用,在一定程度上起到了抗磨减摩作用。     

硼化二正丁基二硫代氨基甲酸酯的摩擦学性能研究

合成了硼化二正丁基二硫代氨基甲酸酯的采用四球实验机和ＨＱ－１摩擦磨损实验机研究了其抗磨减摩性能,并采用Ｘ－射线光电子能谱仪（ＸＰＳ）分析了磨斑表面组成和元素价态。实验结果表明：硼化二正丁基二硫代氨基甲本 良好的抗磨减摩性能和承载能力,其作用机理可能是添加剂在摩擦过程中与金属表面作用,形成含有机硼、有机氮、ＦｅＳ２和ＦｅＳｏ４的复合膜,从而起到抗磨减摩作用。     

固体添加剂、摩擦改进剂在锂基润滑脂中的应用研究

针对常用复合锂基润滑脂存在的润滑极压抗磨性不足等问题,研究不同固体添加剂、摩擦改进剂对复合锂基润滑脂极压抗磨减摩性能的影响。结果表明,固体添加剂对复合锂基润滑脂极压抗磨性能影响较大,其中PTFE和二硫化钼组成的复配剂可使润滑脂得到优异的极压和抗磨性能;摩擦改进剂Priolube 3986复酯和硬脂酸复配具有协同作用,可明显增强润滑脂的抗磨减摩性能;固体添加剂和摩擦改进剂对润滑脂的润滑作用可以优势互补,全面提升润滑脂综合性能。     

沙棘油的提取及摩擦学性能研究

通过超临界CO_2萃取技术提取沙棘油(SBO),利用热失重分析仪(TGA-DSC)分析其热稳定性,并与高性能的环保专用润滑油荷荷巴油(JO)进行比较;利用MFT-R4000高速复摩擦磨损试验机对比研究沙棘油与荷荷巴油及加入二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)、二烷基二硫代磷酸锌(ZnDTP)添加剂后的摩擦学性能,用光学显微镜(LV150N)和能谱仪(EDS)观察和分析钢块磨斑表面形貌和磨斑表面主要化学元素。结果表明:沙棘油的耐热性能、润滑性能及对MoDTC和ZnDTP添加剂的感受性优于荷荷巴油;沙棘油和MoDTC和ZnDTP复配油润滑下,钢块磨斑表面P和S元素含量相对较高,表明S和P元素在摩擦过程中与摩擦表面发生了摩擦化学反应,生成了磷酸铁和硫化铁等反应膜,提高了摩擦副的抗磨和减摩性能。     

极压抗磨剂在GTL基础油中的感受性研究*

为探讨GTL基础油与常用极压抗磨剂感受性,分别将二烷基二硫代磷酸锌（T203）、磷酸三甲酚酯（T306）、二烷基二硫代氨基甲酸钼（S-525）、钼胺络合物（MOLYVAN 855）、硫磷酸复酯胺盐（T307）、硫化异丁烯（T321）和合成酯（VANLUBE 7723）与GTL基础油进行调配,利用四球摩擦试验机分别考察单剂和复配后油样的最大无卡咬负荷、磨斑直径和摩擦因数。结果表明：T307、MOLYVAN 855在GTL基础油中极压性和抗磨性最优;T203和VANLUBE 7723复配、T203和MOLYVAN 855复配对GTL基础油极压性和抗磨性能提升明显,而T203和S-525复配具有最佳的减摩效果;T306分别和S-525、T307和T321复配时表现出的极压性能变化趋势相似,而T306和T307复配在表现出良好极压性能的同时,兼具有较好的减摩抗磨效果。     

固体添加剂和摩擦改进剂对锂基润滑脂性能的影响

针对常用复合锂基润滑脂存在的润滑极压抗磨性不足等问题,研究不同固体添加剂、摩擦改进剂对复合锂基润滑脂极压抗磨减摩性能的影响。结果表明,固体添加剂对复合锂基润滑脂极压抗磨性能影响较大,其中PTFE和二硫化钼组成的复配剂可使润滑脂得到优异的极压和抗磨性能;摩擦改进剂Priolube 3986复酯和硬脂酸复配具有协同作用,可明显增强润滑脂的抗磨减摩性能;固体添加剂和摩擦改进剂对润滑脂的润滑作用可以优势互补,全面提升润滑脂综合性能。     

含硫润滑油添加剂的制备及性能研究

在催化剂作用下,合成一种含有二丁基二硫代氨基结构的有机硫化酯润滑油添加剂（CNSB）。利用四球摩擦磨损试验机考察CNSB在100 N基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别分析磨损表面形貌和磨斑表面元素组成。结果表明：合成的CNSB作为润滑油添加剂具有较好的极压减摩性能,并明显优于同等条件下的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP）。SEM和EDS表明,在摩擦过程中CNSB会发生分解并在摩擦副表面发生化学反应,生成一层由有机硫化物、硼的氧化物等组成的致密保护膜,从而有效减轻钢球摩擦副表面的擦伤和磨损,且CNSB中的B元素也与S元素发生了协同作用,在一定程度上起到了抗磨减摩作用。     

变频工况下钼类添加剂在润滑脂中的摩擦学性能

在高、中、低频工况下,利用SRV试验机,考察2%T855、2%855+3%T323、2%855+1%TCP、2%855+3%T202四种配方在不同频率下的抗磨减摩性能。结果表明,2%855+3%T202表现出较好的稳定性,在变频工况下抗磨减摩性能优良。对该配方下的实验钢球进行XPS分析,结果表明,在钢球表面有硫、磷、氮和钼元素存在。可以推测出在摩擦副运动的过程中,添加剂与金属表面反应,形成了噻二唑衍生物和硫磷酸盐复合抗磨层,该抗磨层起到了很好的抗磨减摩作用。     

一种自修复功能添加剂的制备及性能研究

以有机钼作为自修复添加剂的主要功能成分,加入抗氧剂和适量的极压抗磨剂,制备一种摩擦副自修复功能添加剂;通过四球摩擦试验、齿轮台架试验考察其性能,使用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等分析其作用机制。结果表明:该添加剂具有优良的减磨和摩擦副自修复性能;在中低负载下该自修复添加剂主要通过在摩擦副表面生成物理、化学吸附膜发挥减摩作用;随着负载的增加和温度的升高,添加剂中的有机钼和硫磷系极压抗磨剂组分发生分解并与摩擦副表面的金属反应生成二硫化钼、磷酸铁、硫化亚铁、三氧化钼等沉积物,从而发挥良好的润滑与抗磨作用;在高负载下,该自修复添加剂主要通过微流变作用实现磨损表面的平整与自修复。     

含酯基苯并噻唑衍生物在菜籽油中的摩擦学性能及作用机制

合成了2种无灰无磷环境友好抗磨添加剂(含酯基苯并噻唑衍生物MBTA和MBTT),利用红外光谱和元素分析对其分子结构进行了表征.使用四球机考察了2种添加剂在菜籽油中的极压、抗磨和减摩性能,结果表明,2种苯并噻唑衍生物在适当范围内改善了菜籽油的抗磨性能,且添加剂MBTA的抗磨性能优于添加剂MBTT;2种添加剂仅仅在低载荷下有一定的减摩作用,添加剂MBTA和MBTT分别将菜籽油的最大无卡咬负荷提高了75.5% 和66.7%.使用XPS分析了添加剂MBTA在钢球磨斑表面的摩擦膜化学组成,发现添加剂MBTA在摩擦过程中活性硫元素与金属表面发生了摩擦化学反应,其生成的摩擦膜主要由FeS和/或FeS2组成.     

有机钼添加剂对重载装备柴油机油中的减摩抗磨性能影响

针对某重载装备所用柴油机油CD+/10W 40减摩抗磨性能不足的问题,分别添加不同含量的二烷基二硫代磷酸钼（MoDDP）、二烷基二硫代氨基甲酸钼（MoDTC）和钼胺络合物（Mo A）3种油溶型有机钼添加剂,通过SRV摩擦磨损试验机考察其减摩抗磨性能,通过激光显微镜、SEM、EDS、XPS对磨痕进行形貌观察及元素分析,并分析其减摩抗磨机制。结果表明：不同种类的有机钼在柴油机油中均能降低摩擦因数,但其减摩抗磨效果不尽相同,其中,08%质量分数的MoDTC在柴油机油中的减摩抗磨效果最佳,摩擦因数降低约533%,磨损体积减小约269%,而Mo A反而使磨损增大。机制分析表明MoDDP和MoDTC在摩擦表面分解生成了含MoS2、MoO3等的化学反应膜和化学沉积膜,起到了减摩抗磨作用;而钼胺络合物在磨损表面没有形成含钼的摩擦保护膜,而是形成了磨粒,因而增大了磨损。     

噻二唑衍生物作为润滑脂多功能添加剂的性能研究

利用不同长度碳链的脂肪醇合成3种多功能型极压抗磨剂——2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物,考察其作为添加剂在复合锂基润滑脂中的摩擦学性能及抗氧化性能,利用扫描电子显微镜及X射线光电子能谱分别分析了磨痕表面形貌及表面化学成分。试验结果表明:合成的噻二唑衍生物都能有效提高基础脂的极压、抗磨、减摩及抗氧化性能;噻二唑衍生物在摩擦过程中发生了化学吸附及摩擦化学反应,在摩擦区域金属表面上形成了一层以硫化物为主,同时含有含氮小分子及铁的氧化物组成的复杂边界润滑膜,从而起到了良好的抗磨减摩的作用。