生物摩擦学的研究现状和展望

以人工关节、内固定、种植义齿和人工心脏瓣膜的失效机理和延寿措施为例,综述了生物摩擦学的研究现状,在此基础上,提出该领域值得重点研究的几个问题。     

水介质中纳米硅酸盐的摩擦磨损性能研究

在水介质中原位制备纳米硅酸镁和纳米硅酸锌,在四球摩擦磨损试验机上评价水介质中两种纳米硅酸盐及其与油酸三乙醇胺(OATEA)复合后的抗磨减摩性能,采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析磨斑表面形貌和主要元素的化学特征。结果表明:水介质中纳米硅酸镁和纳米硅酸锌的抗磨减摩效果不佳、性能相近,但与OATEA复合后抗磨减摩性能显著提高。原因一方面是具有表面活性的OATEA在摩擦表面形成具有良好润滑作用的吸附或反应润滑膜,另一方面是摩擦化学反应生成的SiO2起到"微滚动轴承"的作用,并与表面形成的Fe3O4、Fe2O3以及OATEA边界膜共同减小摩擦磨损。     

基于指数速率模型的润滑油生物降解动力学研究

对矿物润滑油(简称润滑油)和含月桂酰基丙氨酸的润滑油在土壤中的生物降解性进行了研究,采用指数速率模型对两种润滑油的生物降解动力学方程进行了回归拟合。实验结果表明,加入月桂酰基丙氨酸可加快润滑油的生物降解速率,与不加月桂酰基丙氨酸相比,生物降解率从26%提高至36%;润滑油的生物降解符合一级反应动力学规律,润滑油降解速率常数为0.0155mg/(g.d),半衰期为44.7d;含月桂酰基丙氨酸的润滑油的降解速率常数为0.0216mg/(g.d),半衰期为32.1d;F检验结果表明,用一级反应动力学模型描述润滑油生物降解动力学是合理的。     

硼酸盐与无机盐复配在水溶液中的极压性能研究

以四硼酸钠和四硼酸钾为主要对象,研究了硼酸盐与无机盐复配后在水介质中的极压性能变化规律,并用扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDX)分析了磨斑表面形貌和元素组成。研究表明,硼酸盐与无机盐复配后,可大幅提高其烧结负荷(pD),特别是氯化钠及碳酸钠对硼酸盐水溶液的pD值有明显的增效作用,不同无机酸的盐之间具有协同作用。表面分析结果表明,硼酸盐和无机盐与金属表面反应生成极压膜,提高了烧结负荷。     

影响石油基润滑油生物降解的环境因素

对近年来影响石油基润滑油生物降解的环境因素进行了较为详细的总结。着重介绍了温度、营养物、氧、表面活性剂、pH值以及茵种等因素对石油基润滑油生物降解的影响。并对今后润滑油生物降解的研究进行了展望。     

含氮表面活性剂促进矿物润滑油生物降解的作用与机制

以液体石蜡模拟矿物润滑油基础油,通过生物降解实验考察了脂肪酸乙醇胺、脂肪酸酰胺、羟乙基咪唑啉、酰基氧化胺4种含氮表面活性剂对其生物降解性的影响,分别采用紫外-可见光分光光度计和表面张力仪测定了液体石蜡生物降解体系在600nm波长处的光密度和油-水界面张力。结果表明,4种含氮表面活性剂均可显著提高液体石蜡的生物降解性,其中酰基氧化胺的效果最好;当其以1.0%加入液体石蜡时,可使后者的生物降解率由33.76%提高至72.13%。生物降解过程中,含氮表面活性剂显著降低体系的油-水界面张力并加速微生物生长,从而起到促进润滑油生物降解之作用。     

植物油粘温特性及流变特性研究

采用旋转粘度计研究了菜籽油、大豆油和花生油粘温特性及流变特性.采用示差扫描量热分析仪探讨了植物油在低温下失去流动性的机理.结果表明:不同温度下,植物油表观粘度与剪切速率的关系曲线不同.随温度降低,植物油表观粘度随剪切速率增大降低速率减慢;植物油由非牛顿流体转变为牛顿流体.植物油在低温下失去流动性的主要原因是形成无定形粘稠玻璃状物质,粘度迅速增大.     

纳米粒子添加剂在润滑剂中的应用与开发

具有特殊的物理、化学性质的纳米粒子在摩擦学领域引起人们极大的兴趣,研究表明,纳米粒子添加剂具有优良的抗磨减摩性能。但目前含纳米粒子润滑剂的商业产品寥寥无几,这主要是由于纳米粒子在润滑剂中的分散性和稳定性问题还没得到很好解决,本文详细综述了纳米粒子在润滑油中的分散性及稳定性的研究现状,纳米粒子作为油品添加剂的应用与开发等问题。     

烯烃-醋酸乙烯酯混合共聚物对生物柴油低温流动性的影响

采用气相色谱法测定了菜籽油生物柴油、大豆油生物柴油和花生油生物柴油中脂肪酸甲酯的分布和含量.采用多功能低温性能测定仪,考察了烯烃-醋酸乙烯酯混合共聚物(OVCP)对生物柴油低温流动特性的影响.采用偏光显微镜对加OVCP前后生物柴油中蜡晶的微观形态进行了实时观测.结果表明,OVCP对3种生物柴油低温流动性的影响不同,生物柴油中脂肪酸甲酯的碳数分布越窄,OVCP改善其低温流动性的效果越好;OVCP通过改变蜡晶的形态和表面性质以及阻止形成网状结晶改善了生物柴油低温流动性能.     

SiO2／SnO2复合纳米粒子的制备及其在菜籽油中的摩擦学性能

采用化学方法制备了SiO2／SnO2复合纳米添加剂,在四球摩擦磨损试验机上考察了其在菜籽基础油中的抗磨减摩性能。用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时通过对钢球磨痕表面进行X-射线光电子能谱分析,探讨了SiO2／SnO2复合纳米添加剂的抗磨减摩机理。结果表明：SiO2／SnO2复合纳米添加剂具有优良的减摩抗磨性能,其润滑作用机理是因为SiO2／SnO2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比较低,可以减少摩擦界面的粘着磨损,故表现出良好的减摩抗磨性能。