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可促进润滑油生物降解的咪唑啉基润滑添加剂的性能研究

作　者: 姚淼
导　师: 黄伟九
学　校: 重庆理工大学
专　业: 材料科学
关键词: 咪唑啉 环境友好 生物降解性能 摩擦学性能 复配性能
分类号: TE624.82
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
引　用: 1次
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内容摘要


随着科技的发展和社会的进步,环境保护已成为全世界各领域关注的重要话题,矿物基润滑油产品由于生物降解性能差,正面临着环境要求的严峻挑战。上个世纪90年代以来,环境友好润滑剂成为了润滑剂领域的迅速发展的研究热点。现代润滑油大多由基础油和添加剂共同构成,其中基础油是润滑油的主要组成部分,是润滑油影响环境或生态的决定性因素,由于矿物基润滑油的使用性能优越,价格低廉,目前仍占据着市场主导地位,在矿物基润滑油中加入生物降解促进剂,在保证有优良的润滑性能的同时改善其生物降解性能是本文的初衷。本文以乙二胺衍生物和易生物降解的长链脂肪酸为原料,合成了四种咪唑啉型可促进润滑油生物降解的润滑添加剂,采用红外光谱对添加剂的结构进行了表征。采用四球摩擦磨损试验机、热重分析仪、润滑油铜片腐蚀试验、防锈性试验对咪唑啉型添加剂的摩擦学性能、热稳定性能、抗腐蚀性能和防锈性能进行了考察,并运用扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪对添加剂的抗磨减摩机理进行了研究,考察了所合成的咪唑啉型添加剂对矿物油生物降解性能的影响及添加剂与ZDDP的复配性能。研究结果表明:红外光谱分析添加剂分子中含有咪唑啉环结构,达到预想的合成产物目的;四种咪唑啉型添加剂在2.5%的添加量范围内具有良好的油溶性;热稳定性试验结果表明其具有较好的热稳定性,且以1.0%的添加量加入到液体石蜡中可以显著提高液体石蜡的抗腐蚀性和防锈性能;以适宜的添加量加入到液体石蜡中,可以较好地改善液体石蜡的抗磨减摩性能,通过扫描电镜显微镜和X-射线光电子能谱仪分析,可能是添加剂在摩擦表面形成了抗磨效果较好的吸附膜,同时,添加剂对液体石蜡基础油的生物降解性能也有很大的提升,与ZDDP复配后也表现出良好的协同增效作用,是一种潜在的环境友好润滑油添加剂。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-23
  1.1 引言  9-10
  1.2 可生物降解润滑剂的定义及发展现状  10-13
  1.3 润滑油的生物降解及其评价  13-15
    1.3.1 润滑油的环境影响及其评价  13-14
    1.3.2 润滑油的生态毒性及其评价  14-15
  1.4 可生物降解润滑剂的基础油  15-19
    1.4.1 合成酯  15-16
    1.4.2 植物油  16-17
    1.4.3 其他基础油  17-18
    1.4.4 可生物降解润滑剂的基础油的研究概况  18-19
  1.5 可生物降解润滑剂的添加剂  19-21
  1.6 生物降解促进剂的研究  21-22
  1.7 本文的研究思路和主要内容  22-23
2 添加剂的合成、表征及性能  23-34
  2.1 β-氨乙基月桂酸（油酸）咪唑啉和羟乙基月桂酸（油酸）咪唑啉硼酸酯的合成  23-25
    2.1.1 试验所用试剂  23
    2.1.2 β-氨乙基月桂酸（或油酸）咪唑啉的合成路径及方法  23-24
    2.1.3 羟乙基月桂酸（或油酸）咪唑啉硼酸酯的合成路径及方法  24-25
  2.2 添加剂的表征  25-28
  2.3 添加剂理化性能  28-32
    2.3.1 咪唑啉型添加剂的油溶性分析  28-29
    2.3.2 咪唑啉型添加剂的热稳定性分析  29-32
  2.4 添加剂的抗腐蚀性分析  32-33
  2.5 添加剂的防锈性分析  33
  2.6 本章小结  33-34
3 咪唑啉型添加剂对润滑油生物降解性能的影响  34-41
  3.1 试验设备及方法  34-37
    3.1.1 试验采用的主要试剂及仪器  34-36
    3.1.2 试验流程及结果计算  36-37
  3.2 生物降解性试验结果  37-40
    3.2.1 添加剂的浓度对液体石蜡生物降解性能的影响  37-38
    3.2.2 试验时间对液体石蜡生物降解性能的影响  38-40
  3.3 本章小结  40-41
4 咪唑啉型添加剂的摩擦学性能研究  41-55
  4.1 试验设备及方法  41
  4.2 咪唑啉型添加剂的摩擦学性能  41-50
    4.2.1 β-氨乙基月桂酸咪唑啉和β-氨乙基油酸咪唑啉的摩擦学性能  41-45
    4.2.2 羟乙基月桂酸咪唑啉硼酸酯和羟乙基油酸咪唑啉硼酸酯的摩擦学性能  45-50
  4.3 磨斑表面形貌及磨损机理  50-54
    4.3.1 SEM 分析  50-52
    4.3.2 XPS 分析  52-54
  4.4 本章小结  54-55
5 添加剂的复配性研究  55-62
  5.1 咪唑啉型添加剂与ZDDP（二烷基二硫代磷酸锌）的复配性能  55-61
    5.1.1 原料及仪器  55-56
    5.1.2 β-氨乙基月桂酸（油酸）咪唑啉和与ZDDP 的复配摩擦学性能  56-58
    5.1.3 羟乙基月桂酸（油酸）咪唑啉硼酸酯与ZDDP 的复配摩擦学性能  58-61
  5.2 本章小结  61-62
6 结论  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-69
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  69

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 石油炼制 > 炼油工艺过程 > 添加剂 > 润滑油添加剂
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