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《西北大学》 2011年
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新型含氮共轭杂环类润滑剂极压抗磨剂的设计、合成及测试研究

马佩兰  
【摘要】:随着现代工业的发展和环境意识的加强,传统含硫、磷等元素的极压抗磨剂像二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)暴露出越来越多的缺点,其中磷元素使汽车催化剂中毒,硫元素对环境的污染等问题迫在眉睫。研究者们开始呼吁低(无)硫、低(无)磷、低(无)灰分的环境允许的极压抗磨剂。为了顺应这一时代需要,我们力求合成出新型的极压抗磨剂。 从Kajdas提出的应用于摩擦学的负离子自由基概念出发,我们将之推广于含氮共轭杂环化合物的结构上,氮原子上带有一对孤对电子,能与带正电荷的物质反应,在摩擦过程中,它可以与金属原子的空d轨道络合,加之紧凑的芳香结构,便可形成强度好且稳定的表面膜,这种化学膜可保护金属表面不受损害。在以上理论基础上,我们设计合成了三类润滑剂极压抗磨剂,即含氮共轭均三嗪类、酞菁类、苯并三氮唑类共六种化合物。 含氮共轭均三嗪这一类是用对苯二胺、联苯胺、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯醚这四种原料分别与二当量的三聚氯氰发生一取代反应生成中间体,然后再与四当量的十二胺进行二、三取代反应,共合成四种化合物;在合成酞菁这一类中,先按文献中提到的熔融法合成2,9,16,23-四-硝基酞菁锌,再用九水硫化钠还原为2,9,16,23-四-氨基酞菁锌,最后与1-溴辛烷发生取代反应,合成2,9,16,23-四-辛氨基酞菁锌;苯并三氮唑这一类,是将自制的苯并三氮唑(或1-氨基苯并三氮唑)与三聚氯氰反应生成一取代产物,再与二当量的十二胺进行二、三取代反应,其中以1-氨基苯并三氮唑为原料合成最终产物的方法还有待探索。将合成的六种化合物通过红外光谱,1H NMR,飞行时间质谱进行结构确认,结果正确。 此外,又选取每一类中具有代表意义的一种化合物,按SH/T0202《润滑脂极压性能测定法(四球机法)》进行性能评价。评价结果是三种化合物均能轻微改善润滑剂的极压性或抗磨性,但离期望的效果还有差距,我们对其分析原因,并提出一些改进方法。其中酞菁类的2,9,16,23-四-辛氨基酞菁锌评价后效果为这三类中最好的,经文献启示,只需稍作改进即可,去除络合的金属锌原子,使氮原子与金属表面有效的配位,生成强度大的化学膜来防止金属表面的磨损。这种方法目前还处在探索阶段。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE624.82

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【参考文献】
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