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一种高性能硼酸酯型汽车制动液的合成及性能研究

作　者: 李蕊
导　师: 刘跃进；王世青
学　校: 湘潭大学
专　业: 化学工程
关键词: 硼酸酯制动液合成工艺条件指标
分类号: TQ268
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

制动液是汽车刹车动力传递的工作介质。虽然常温环境下汽车制动液已经形成产品市场,但耐高温低寒汽车制动液产品性能还未过关,如高温易产生气阻和低寒时流动性差都会影响压力传递而影响行车安全,这在高温低寒地区行车安全尤为重要。本研究针对汽车制动液研究中出现的高低温性能不好、硼酸水解不稳定、防腐蚀性欠佳等问题,采用丙醇和环氧丙烷为原料,利用小分子直链丙醇与环氧丙烷在碱催化剂高压条件下反应、易开环加成生成制动液主体成分3或4聚丙醇丙醚的反应原理,采用三步法合成得到高耐热耐寒硼酸酯型汽车制动液产品。本论文首先考察了不同原料对合成聚醇醚的影响,分别以正丁醇和丙醇为原料与环氧丙烷反应制得聚丁醇丙醚和聚丙醇丙醚,所得聚丙醇丙醚为淡黄色透明液体,无沉淀,沸点可高达240℃,确定丙醇为合成聚醇醚的原料。分别以丙醇、甲醇与环氧丙烷反应合成聚丙醇丙醚和聚甲醇丙醚,考察了反应温度、压力对合成聚醇醚的影响,确定合成聚丙醇丙醚最佳反应温度为170℃～190℃,合成聚甲醇丙醚最佳反应温度为190℃～210℃。再用制得的聚甲醇丙醚、聚丙醇丙醚分别与硼酸反应,合成聚丙醇丙醚硼酸酯和聚甲醇丙醚硼酸酯,合成聚丙醇丙醚硼酸酯的最佳工艺条件为m(硼酸):m(聚丙醇丙醚)=1:28、反应温度130℃、反应时间3h,收率达94%;合成聚甲醇丙醚硼酸酯的最佳工艺条件为m(硼酸):m(聚甲醇丙醚)=1:26、反应温度130℃、时间3h,收率达93%。对合成产品进行了红外分析,结构表明所合成化合物与预期结构一致。以合成的两种聚醇醚和硼酸酯为主体材料,复配添加剂,制备了高性能硼酸酯型汽车制动液,并考察了不同防腐剂对制动液防蚀效果的影响。对制动液产品的质量检测表明,其性能指标已达到美国DOT4标准。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪言  10-21
  1.1 选题背景与研究意义  10-11
  1.2 汽车制动液  11-17
    1.2.1 汽车制动液组成  11
    1.2.2 汽车制动液性能  11-12
    1.2.3 汽车制动液的发展历程  12-13
    1.2.4 汽车制动液发展概况  13-16
    1.2.5 汽车制动液质量标准发展现状  16-17
    1.2.6 汽车制动液发展趋势  17
  1.3 DOT4 硼酸酯型汽车制动液  17-19
    1.3.1 硼酸酯型制动液开发现状  17-18
    1.3.2 本课题硼酸酯型汽车制动液合成工艺路线  18-19
  1.4 课题主要研究内容  19-21
第2章合成聚醇醚  21-32
  2.1 合成原料选择与影响  21
  2.2 实验仪器及试剂  21
  2.3 实验设计  21-22
  2.4 聚丙醇丙醚的合成  22-23
    2.4.1 合成装置  22
    2.4.2 聚丙醇丙醚的合成步骤  22-23
    2.4.3 反应机理及聚丙醇丙醚的合成工艺探讨  23
  2.5 结果与讨论  23-27
    2.5.1 催化剂活性的影响  23
    2.5.2 原料配比的影响  23-24
    2.5.3 反应温度的影响  24-25
    2.5.4 合成聚丙醇丙醚反应温度与压力的变化关系  25-26
    2.5.5 催化剂活性的影响  26
    2.5.6 合成条件的确定  26
    2.5.7 合成产物结构分析  26-27
  2.6 聚甲醇丙醚的合成  27-28
    2.6.1 聚甲醇丙醚的合成步骤  27
    2.6.2 反应机理及聚甲醇丙醚的合成工艺探讨  27-28
  2.7 结果与讨论  28-31
    2.7.1 催化剂活性的影响  28
    2.7.2 原料配比的影响  28-29
    2.7.3 反应温度的影响  29
    2.7.4 合成聚甲醇丙醚反应温度与压力的变化关系  29-30
    2.7.5 合成聚甲醇丙醚反应条件的确定  30
    2.7.6 合成产物结构分析  30-31
  2.8 本章小结  31-32
第3章聚醇醚硼酸酯的合成  32-40
  引言  32
  3.1 硼酸酯的性能  32-33
  3.2 实验仪器及试剂  33-34
  3.3 聚丙醇丙醚硼酸酯的合成  34-35
    3.3.1 合成装置  34
    3.3.2 合成方法  34-35
  3.4 结果与讨论  35-37
    3.4.1 原料配比的影响  35
    3.4.2 反应温度的影响  35-36
    3.4.3 反应生成水的影响  36
    3.4.4 合成产物结构分析  36-37
  3.5 聚甲醇丙醚硼酸酯的合成  37
    3.5.1 合成装置  37
    3.5.2 合成方法  37
  3.6 结果与讨论  37-38
    3.6.1 反应原料配比的影响  37-38
    3.6.2 反应温度的影响  38
    3.6.3 合成产物结构分析  38
  3.7 本章小结  38-40
第4章硼酸酯型制动液的配制  40-43
  4.1 基础液的选择  40
  4.2 稀释剂的选择  40-41
  4.3 添加剂的选择  41
  4.4 聚醇醚硼酸酯型汽车制动液的配制  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章硼酸酯型汽车制动液的标准及性能检测  43-52
  5.1 硼酸酯型汽车制动液的标准  43
  5.2 硼酸酯型汽车制动液的性能测试方法  43-50
    5.2.1 橡胶皮碗的测试方法  44
    5.2.2 金属腐蚀实验  44-46
    5.2.3 平衡回流沸点的测定  46-48
    5.2.4 pH 值的测定  48-49
    5.2.5 粘度的分析与测定  49-50
  5.3 制得的硼酸酯型汽车制动液的性能检测结果  50-51
  5.4 本章小结  51-52
结论与展望  52-54
参考文献  54-57
致谢  57-58
个人简历、在学期间科研成果  58

一种高性能硼酸酯型汽车制动液的合成及性能研究

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