大分子基及双功能团润滑添加剂设计、研制及其摩擦学性能与机理研究

【摘要】：为了提高现有润滑剂的摩擦学性能和降低其对环境的污染,以满足机械向重载高速的发展和环境保护日益严格的要求,论文首次开拓了含稀土及氮杂环双功能团的新型润滑添加剂和四种超长烷链大分子基的金属和非金属盐的新型润滑添加剂,较系统地探讨了其摩擦学效应及其作用机理。 首次开拓的含稀土及氮杂环双功能团的添加剂CNORE不但解决了含氮杂环添加剂的油溶性问题,并大幅度提高了有机稀土的摩擦学性能。该添加剂具有添加量小(添加0.5%即具有优异的摩擦学性能)、合成工艺简便以及成本较低且不含磷元素等诸多优点。 CNORE在26~#白油中表现出极佳的抗磨性、减摩性及优良的承载能力。其磨斑直径(D_(30min)~(294N)为0.28mm)较基础油、含ZDDP和含T-321的分别降低了56%、39%和46%;其摩擦系数(f_(294N)为0.074)分别降低了31%、24%和26%;其P_B值(745N)较基础油提高了3倍。 CNORE在较宽的载荷范围内具有优异的抗磨和减摩性能。在试验的各级载荷范围(196-549N)内含CNORE的磨斑直径均比含ZDDP的小,且随载荷增加而增大的幅度也比含ZDDP的小得多,其低载(196N)时的磨损比含ZDDP的小23%,而高载(549N)时小43%。在试验的各级载荷下,含CNORE的摩擦系数均显著小于基础油和含ZDDP的,比基础油的小了14%～28%,而比含ZDDP的小了13%～28%。 CNORE不含磷,不会像ZDDP那样造成尾气净化催化剂中毒,又没有ZDDP易高温分解、造成乳化和对铜等金属腐蚀的缺点,而且其抗磨和减摩性能显著优于ZDDP,显然CNORE已具备了取代量大面广的ZDDP用于发动机油和其它油类的优势和潜力。 表面能谱分析表明,CNORE在磨损表面形成了包含稀土氧化物、氮杂环化合物以及羧酸、脂肪胺等化学反应层在内的复合反应膜。 采用CNORE试制了一种发动机油复合剂,实验室试验证实:其抗磨性与同类市售发动机油相当,但减摩性优于市售同类产品。 采用CNORE研制了一种新型的抗磨液压油复合剂配方,实验室试验证实:其