论文题目: 两种新型环境友好润滑剂及其润滑性和应用性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计与理论
作者: 王彬
导师: 陶德华
关键词: 改性,低温流动性能,氧化稳定性,摩擦学性能,流变学性能,生物降解性,机理
文献来源: 上海大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着世界工业化进程的发展,环境问题越来越受到人们的重视,发展环境友好润滑油对保护环境和生态具有重要的意义。目前常用的环境友好润滑油主要是酯类合成油和植物油,植物油是太阳能产物,是可再生性资源,但由于植物油分子中含有双键,氧化安定性差,且低温流动性差而限制了其实际应用。本文采用植物油异构化原理合成了二聚酸酯,大大改善了低温流动性;采用饱和双键同时异构化的途径合成了饱和的改性豆油,大大提高了豆油的抗氧性。同时考察了这两种合成油的摩擦学性能、流变学性能、氧化稳定性和生物降解性以及摩擦化学反应机理。此外,还对改性豆油和二聚酸二异辛酯的应用前景进行了初步探讨。通过优化合成条件试验合成了二聚酸系列酯油,它们的粘度指数较高(Ⅵ135～148),粘温性能好;倾点较低(-33~-49℃),远低于植物油的倾点。通过化学结构对性能影响的考察发现:随链长的增加,二聚酸酯的运动粘度增大,粘度指数增大,倾点下降,承载能力增强(PB增大),磨斑直径变小(抗磨性能增强);链长相同的二聚酸酯随分子支链的增加(异构化程度增大),运动粘度增大,粘度指数减小,倾点下降,抗磨性能加强,承载能力增强。合成的二聚酸系列酯中以二聚酸二异辛酯的流变学性能和摩擦学性能最好(VGl00#,Ⅵ141,倾点-49℃,P值92l N, D30,196N为0.48mm),其综合摩擦学性能优于性能较优越的季戊四醇酯(VG32#,Ⅵ140,倾点-35℃, PB值412 N, D30’196N为0.69mm)。由二聚酸二异辛酯润滑的钢球磨斑表面比季戊四醇酯、豆油和32号矿物油光滑,磨痕浅且尺寸较小,可能由于其分子链较长,吸附膜较厚所致。但二聚酸二异辛酯的双键仍存在,因而其氧化稳定性较差,还需进一步改进。为了饱和双键提高抗氧性,本工作采用环氧化豆油和乙酸异构化的新工艺进行了研究,制得了改性豆油。通过优化条件试验得到的改性豆油在40℃和100~C时的运动粘度特别大,分别为1469mm2/s和74.8 mm2/s,VI高达107,剪切率.SSI为4.9%;倾点为-12。C;D30,96N为O.30mm,PB值862N,其摩擦学性能优于豆油。通过对磨斑形貌进行XPS和AES分析发现:由改性豆油润滑的钢球磨斑表面光滑,磨痕浅且尺寸较小,优于光亮油250BS和豆油。AES分析发现以改性豆油为润滑剂的摩擦副的基体中氧的含量很高(高达78.9%);XPS分析发现磨斑表面仔在高价铁的氧化物。利
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 环境友好润滑油的发展
1.3 环境友好润滑油的优缺点
1.4 生物降解性测试方法
1.5 生物降解润滑油的应用
1.6 环境友好润滑油发展新要求
1.7 课题的提出
第二章 试验方法和仪器
2.1 引言
2.2 试验设备、仪器
2.3 摩擦学性能测试
2.4 表面膜分析
2.5 基础油的理化性能测试方法
第三章 二聚酸系列酯的合成及其润滑特性——植物油润滑性和低温流变性的改进
3.1 引言
3.2 二聚酸的性质
3.3 二聚酸系列酯的合成
3.4 研制的二聚酸系列酯的流变学性能
3.5 二聚酸系列酯的摩擦学性能
3.6 合成二聚酸异辛酯添加各种添加剂后的摩擦润滑性能
3.7 司本(span-80)对二聚酸二异辛酯摩擦磨损性能的影响
3.8 表面分析和摩擦化学反应机理研究
3.9 小结
第四章 二聚酸二异辛酯的合成条件试验
4.1 二聚酸二异辛酯的合成
4.2 合成条件选择对产物二聚酸二异辛酯的影响研究
第五章 改性豆油的合成及其摩擦润滑特性——双键的消去和氧化稳定性的改进
5.1 引言
5.2 反应机理
5.3 改性豆油的合成
5.4 改性豆油合成条件探索
5.5 改性豆油流变学性能和摩擦学性能
5.6 改性豆油的剪切稳定性
5.7 表面分析和摩擦化学反应机理研究
5.8 改性豆油摩擦磨损表面反射红外光谱分析
5.9 小结
第六章 二聚酸二异辛酯和改性豆油的生物降解性研究
6.1 引言
6.2 润滑油生物降解性评定
6.3 生物降解机理推导
6.4 小结
第七章 二聚酸二异辛酯和改性豆油的氧化稳定性研究
7.1 引言
7.2 润滑油氧化稳定性研究方法
7.3 DTA 法测定抗氧剂对二聚酸二异辛酯的热稳定性的影响
7.4 稀释法制备特种中质粘度润滑油并提高二聚酸二异辛酯和改性豆油的氧化稳定性
7.5 小结
第八章 应用性研究部分——新型环境友好冷冻机油的研制
8.1 引言
8.2 改性豆油调配成各级别的普通低温润滑油的润滑性能
8.3 新型环境友好特种冷冻机油的研制
8.4 调配的环境友好润滑油的抗磨特性与R134a 的相溶性
8.5 低凝液压油
8.6 小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 本研究工作的主要创新点
9.3 展望
攻读博士学位期间发表的主要论文
致谢
博硕士学位论文同意发表声明
发布时间: 2006-12-12
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