酯类基础油的热氧化与水解稳定性能研究

热氧化和水解是造成酯类合成油衰变的最重要原因,也是影响酯类基础油的有效使用寿命的关键因素。在恒温箱中对3种酯类基础油进行连续老化试验,考察其在在无水、有水(铜片作为催化剂)以及有添加剂存在条件下的运动黏度和总酸值的变化,并结合差示扫描量热法(DSC)所测得的起始氧化温度,比较酯类油的热氧化、水解情况以及抗氧剂对酯类基础油老化过程的影响。试验结果表明:酯类基础油的热氧化稳定性与其自身分子结构有关,含有芳烃或合成的醇类结构中不含β-H的基础油会具有较好的热稳定性。酚类和胺类抗氧剂能有效地抑制不饱和多元醇酯类基础油的热氧化速度,起到较明显的抗氧化作用,并具有一定的抑制基础油水解的效果。     

聚α-C14烯烃/酯类润滑油基础油合成和性能研究

将α-C_(14)烯烃先与马来酸酐进行无规共聚,再与季戊四醇进行酯化反应,制得一种新型的聚α-C_(14)烯烃/酯类润滑基础油。采用红外光谱、核磁共振谱~1H-NMR、热重分析仪、油品运动黏度测定仪、酸值测定仪对产物进行表征和性能测试。结果表明:随着马来酸酐用量增加,合成的基础油的运动黏度、热分解温度、酸值均先增大后减小,随着季戊四醇用量增加,合成的基础油的运动黏度、热分解温度先增大后减小,酸值逐渐降低;当马来酸酐与α-C_(14)烯烃质量比为1∶5.14,季戊四醇占α-C_(14)烯烃质量4.17%时,润滑基础油的黏度指数为114,酸值为0.082 mg/g(以KOH计),热分解温度大于249.3℃,40℃运动黏度为276.31 mm~2/s,100℃运动黏度为25.91 mm~2/s。因此,与AIP类润滑油相比,合成的基础油具有更好的低温流动性和耐高温稳定性,与传统的酯类润滑油相比具有较低的酸值,对器件腐蚀性较低。     

合成酯类基础油的水解稳定性研究

合成酯类润滑油分子结构中的酯键由于亲水性较强极易发生水解。为研究合成酯的水解过程与水解机制,选取5种常用合成酯类基础油,采用高压反应釜按SH/T 0301-1993标准进行水解试验,研究合成酯分子结构、水解时间、水解温度以及水含量等因素对合成酯水解稳定性的影响。研究表明:合成酯空间位阻越大,初始酸值越小,水解稳定性越好,其中初始酸值比分子结构的影响更大;水含量对合成酯水解性能的影响不大,水解速率主要取决于油水接触面积,而水解温度和时间对合成酯水解性能的影响较大;温度升高或时间延长,合成酯水解稳定性减弱,表现在油品酸值变化增大、运动黏度减小以及颜色加深等。     

三羟甲基丙烷油酸酯基础油热氧化规律研究

采用恒温箱氧化法,将三羟甲基丙烷油酸酯(TMPTO)基础油分别在不同温度下(95、135、175、250℃)进行连续氧化,测试不同氧化时间下TMPTO的运动黏度和总酸值,获得其热氧化行为与氧化温度和氧化时间的定量关系;运用红外光谱法和差示扫描量热法对TMPTO不同氧化时间下的热氧化产物和性能进行分析,探讨其热氧化规律。结果表明:在一定温度下,随着热氧化时间的延长,TMPTO基础油运动黏度的对数和总酸值呈线性增加关系,热氧化温度越高,线性斜率越大;随着温度的升高,氧化时间的增加,TMPTO基础油的氧化诱导温度降低;FTIR分析表明TMPTO基础油在氧化过程中产生了氢过氧化物以及醇类产物。     

有机酯类合成润滑油水解安定性的研究

研究了抗磨剂、抗氧剂和防腐剂对酯类油水解安定性的影响,发现有机胺类化合物能提高酯类油的水解安定性。     

离子液体催化合成高粘度指数基础油工艺研究

为制备高黏度指数合成基础油,以1-癸烯为齐聚原料、［Emim］Cl/AlCl3离子液体为催化剂合成聚a-烯烃基础油,考察［Emim］Cl/AlCl3摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间和原料含水量对反应产物性能及收率的影响。结果表明,提高催化剂AlCl3:［Emim］Cl摩尔比或降低反应温度,合成润滑油的黏度增加;增加催化剂用量可提高产物黏度,但会增加异构化等副反应,降低产物黏度指数;反应原料中含水量变化对聚合度有重要影响,但黏度指数保持稳定。在AlCl3/［Emim］Cl摩尔比为2∶1,催化剂质量分数为10%,反应温度为60 ℃,反应时间4 h的条件下,合成油的100 ℃运动黏度在10.34 mm2/s以上,黏度指数高于143,适合作为柴油机多级润滑油基础油。     

合成基础油的性能与应用

综述了聚醚、合成烃、酯类油、磷酸酯、硅油及氟油等合成基础油的性能及其应用情况。     

环保型高性能半合成切削液的研制与应用

通过筛选性能优良的基础油、润滑剂、防锈防腐蚀剂、乳化剂、硬水稳定剂等添加剂,研制出不含矿物油、硫、磷、氯、硼、苯酚、甲醛、仲胺、重金属、亚硝酸钠等有毒有害物质的环保型半合成切削液。性能测试表明,研制的半合成切削液具有优异的理化性能、稳定性、润滑性和防锈防腐蚀性。实际应用表明,研制的半合成切削液能用于难加工材料如高温合金钢、镍合金、钛合金以及各种铝合金的车、镗、铣、钻、攻丝、拉削、攻螺纹等多种切削加工,可延长刀具寿命,提高加工效率。     

酯类航空润滑油基础油热氧化衰变规律分析

对不同温度和反应条件下的癸二酸二-2-乙基己酯（DHS）基础油理化指标进行考察,并采用GC/MS现代分析手段测定油样结构组成,探讨酯类航空润滑油基础油的热氧化衰变规律,从分子水平揭示酯类航空润滑油基础油高温衰变后颜色、黏度和酸值变化的原因。试验结果表明：空气、氧气和抗氧剂N-苯基-α-萘胺（NPAN）对DHS黏度高温衰变影响较小,这是因为油品分子链在高温作用下既发生裂解使黏度低,也会相互聚合使黏度增大;氧气的存在会与自由基生成醇、醛和酸等含氧化合物,使油样酸值急剧增大,添加NPAN后极大地抑制了酸值升高,油样酸值的突变温度升高,表明NPAN在酯类基础油中发挥了较好的抗氧化效果。     

耐高温合成酯型离子液体润滑剂的制备及性能研究

以航空发动机基础油季戊四醇多元醇酯(5750)与双三氟甲烷磺酰亚胺锂(Li TFSI)为原料,通过"原位"方法制备一系列合成酯型离子液体;分别对合成酯型离子液体的热稳定性、蒸发损失、摩擦学性能以及抗氧化性能进行测试。结果表明:与季戊四醇多元醇酯相比,合成酯型离子液体具有更优异的热稳定性;当Li与5750的量比为1. 5∶1时,离子液体相比5750基础油起始分解温度可提高33℃,50%分解温度可提高99. 4℃,192 h蒸发损失降低61. 9%;当Li与5750的量比为1∶1时,离子液体的高温摩擦学性能最好,摩擦因数和磨斑直径较5750分别减少32%和56%;合成酯型离子液体对胺抗氧剂表现出更好的感受性。     

肼基硼酸酯的水解稳定性及摩擦学性能研究

以水合肼为原料合成硼酸三乙醇肼酯（肼基硼酸酯）;用高斯计算硼酸三乙酯、硼酸三乙醇胺酯、硼酸三乙醇肼酯3种硼酸酯水解前后各化合物中硼原子所带的电荷量;采用敞口法分别测定3种硼酸酯的水解稳定性;利用四球摩擦磨损试验机考察合成的肼基硼酸酯在菜籽油中的摩擦学性能。结果表明：合成的硼酸三乙肼酯具有良好的水解稳定性,是硼酸三乙酯的2 800倍,硼酸三乙醇胺酯的2.3倍,并且在低载荷下硼酸三乙肼酯有较好的极压减摩和抗磨性能。利用XPS、SEM考察磨损钢球表面的成分和形成的边界膜结构,结果显示所加入的添加剂都吸附在钢球表面,形成了以B2O3为主的沉积膜和以氮元素为主的吸附膜等组成的润滑膜,阻止了摩擦磨损的进一步进行。     

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.     

黏度指数改进剂对基础油性能的影响

用凝胶色谱测定乙丙共聚物(OCP)和氢化苯乙烯异戊二烯(SDC)黏度指数改进剂的分子量和分散度,用运动黏度测定法、高温高剪切表观黏度测定法测定OCP和SDC在4类基础油中的运动黏度和高温高剪切表观黏度,用柴油喷嘴测定法测定其100℃下的剪切稳定性,用冷启动模拟机法测定其-15℃与-20℃的低温动力黏度。结果表明:SDC分子量小于OCP,但分散度大于OCP,在相同基础油中其黏温性能、剪切稳定性优于OCP类;在4类基础油中,OCP和SDC的黏温特性表现为Ⅳ类Ⅲ类Ⅰ类,稠化特性表现为Ⅳ类Ⅰ类Ⅲ类Ⅱ类,剪切稳定性表现为Ⅳ类Ⅲ类Ⅱ类Ⅰ类;OCP和SDC稠化油的-15℃以及-20℃的低温动力黏度与基础油相当。     

基础油对锂基润滑脂流变性的影响

为考察基础油对锂基润滑脂流变性的影响,在稳态剪切流和小幅振荡剪切流下研究不同黏度基础油制备的锂基润滑脂的流变参数。通过分析触变性、屈服应力,表观黏度、储存模量和应变幅度等流变参数,探讨基础油黏度对流变性的影响。结果表明:基础油的黏度越小,锂基润滑脂的黏弹性表现更加显著,破坏其结构所需要的能量越大,其结构更加稳定。     

基础油对膨润土润滑脂流变性能的影响研究

选用5种基础油和季铵盐改性的膨润土制备膨润土润滑脂,通过流变仪对润滑脂进行动态和稳态流变试验,考察基础油对润滑脂触变性、模量等流变性能的影响。试验表明,基础油黏度越大,膨润土润滑脂凝胶体系越稳定;黏度相近的基础油中,环烷基油所制润滑脂的结构强度较石蜡基油的更强。温度对膨润土润滑脂流变性能影响较大,低温时,润滑脂触变环面积、屈服点和流动点储存模量均大于高温时的值,故润滑脂弹性势能低温时较高温时大,随着温度的升高,更容易转变为流动体系。     

邻苯二甲酸酯类润滑基础油摩擦学性能

在UMT-2型微摩擦试验机上分别测定邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯在5~98 N载荷下的摩擦学性能。实验结果表明：在不同的载荷下,随着试验时间的延长,6种酯的摩擦因数都呈现下降趋势;邻苯二甲酸二异癸酯平均摩擦因数在各载荷下都最小,但是在低载荷下（5 N左右）波动较大;同一载荷下,直链酯的平均摩擦因数随着碳链长度的增加而降低,支链酯的平均摩擦因数变化无明显规律;同种酯的磨斑直径随载荷的升高而增加;同一载荷下,不同碳链长度的酯的磨斑直径变化没有明显的变化规律,醇碳链的延长并不能有效地控制磨损。     

防锈润滑添加剂硼酸酯及其水解安定性的研究

含ＮＨｎ基团的化合物可以作为硼酸酯型防锈润滑添加剂的抗水解稳定剂，含ＮＨｎ基团的化合物Ｎ２是硼酸酯的Ｂ３的有效抗水解稳定剂。     

环氧大豆油衍生物作为多元醇酯润滑添加剂性能研究

以环氧大豆油、酸性磷酸酯、酸性硫代磷酸酯为原料制备2种润滑油添加剂。采用SRV试验机研究2种添加剂在三羟甲基丙烷多元醇酯中的减摩、抗磨性能,利用四球试验机测试其最大无卡咬负荷。实验结果表明,2种添加剂质量分数为1%时能够显著降低体系的摩擦因数与磨损体积,磨损体积最低可降至基础油润滑时的1/10。采用扫描电镜与X射线光电子能谱仪对下试盘磨痕表面的形貌及元素化学状态进行表征,结果表明2种添加剂在摩擦过程中与摩擦副表面发生摩擦化学反应生成了铁的氧化物、硫化物和磷化物从而起到良好的减摩抗磨作用。     

基础油复配复合锂基脂的制备及性能研究

为提高复合锂基脂的高温性能,以500SN矿物油和甲基苯基硅油为复合基础油,以12-羟基硬脂酸、癸二酸、一水氢氧化锂等为稠化剂原料制备复合锂基润滑脂,考察基础油含量、种类及复配比对润滑脂性能的影响。确定润滑脂的最佳配方,并对润滑脂进行热分析和扫描电镜测试和四球摩擦试验。结果表明:当基础油质量分数为86%时,所制备润滑脂综合性能更优;甲基苯基硅油所制备的润滑脂综合性能明显优于矿物油润滑脂;矿物油与甲基苯基硅油复配比例为4∶6时,所制备润滑脂具有较高的滴点;热分析、扫描电镜测试和四球摩擦试验均证明所制润滑脂高温性能良好、减摩抗磨性能优良。     

含氮硼酸酯添加剂的合成及其摩擦学性能研究

合成了3种含有烷基醇酰胺基团的含氮硼酸酯,并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定;考察了它们的水解稳定性能,利用四球试验机考察了它们在150SN基础油中的摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面形貌.结果表明:将烷基醇酰胺基团引入硼酸酯分子结构中能有效改善硼酸酯的水解稳定性能;含氮硼酸酯具有较好的极压抗磨性能,并具有较好的抗腐蚀性能.