【摘要】：在資源短缺和環(huán)境污染日益嚴重的今天,水基潤滑液憑借綠色無污染等優(yōu)點,得到了越來越多的關(guān)注。然而,由于純水的黏度低,成膜能力差,不能滿足實際工況下對潤滑劑的要求,因此需要加入合適的添加劑改善水基潤滑液的性能。離子液體作為一個新興的領(lǐng)域,近年來受到了人們的廣泛關(guān)注,且試驗證明其作為潤滑劑和潤滑劑的添加劑性能良好,因此本文選擇兩種新型離子液體:二羥乙基胺正辛酸(Bis[(2-hydroxyethyl)ammonium]caprylate,BAA)和二羥乙基胺豆蔻酸(Bis[(2-hydroxyethyl)ammonium]myristate,BAM)作為水基潤滑液添加劑,配置不同濃度的水溶液,進行了一系列的摩擦學試驗研究。(1)利用四球試驗機對兩種離子液體水溶液的摩擦磨損性能進行了系統(tǒng)的分析和研究,考察了離子液體濃度、轉(zhuǎn)速和載荷對減摩抗磨性能的影響,并對兩溶液的穩(wěn)定性能和極壓性能進行了試驗研究。結(jié)果表明,BAM水溶液具有更好的減摩性能和潤滑穩(wěn)定性,且在高速重載時性能穩(wěn)定;BAA水溶液在中低載荷下抗磨性能較好,但由于黏度較低、潤滑膜較薄,在較高載荷下潤滑膜易失效。(2)利于旋轉(zhuǎn)流變儀對兩溶液的流變性能進行了分析,證明離子液體水溶液具有良好的牛頓流體特性。(3)利用接觸角測量儀對兩溶液的潤濕性能進行了研究,發(fā)現(xiàn)BAM水溶液的黏度較高,潤濕性卻較好,說明黏度和潤濕性之間無直接聯(lián)系。(4)利用納米級膜厚測量儀研究了兩溶液的成膜性能,試驗發(fā)現(xiàn)兩溶液均具有較好的成膜能力,其中BAM水溶液的成膜性能更為優(yōu)異,5%BAM水溶液的膜厚穩(wěn)定在28nm左右,高于同黏度的非離子液體潤滑劑。本文對離子液體的研究,為探究新型水基潤滑添加劑提供了新的方向,為今后離子液體水基潤滑液理論與實踐的研究打下了良好的基礎,試驗結(jié)果表明離子液體水溶液摩擦學性能良好,具有較好的工業(yè)應用價值。圖51幅,表11個,參考文獻82篇。
【圖文】：

１９２２年首次提出了邊界潤滑理論［８］：鏈狀分子吸附于固體表面并在范德華（Ｖａｎ－ｄｅｒ逡逑Ｗａｄｓ）力作用下形成有序排列的單分子層而使摩擦副表面分隔開，從而起到潤滑逡逑效果，其潤滑模型如圖１－２所示。逡逑ｉｍｍｍｗｊｍｉｍｊ）逡逑圖１－２邋Ｈａｒｄｙ邊界潤滑模型［８］逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋Ｈａｒｄｙ邋ｂｏｕｎｄａｒｙ邋ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ逡逑邊界潤滑中潤滑劑分子能夠極性吸附于固體表面形成潤滑膜，這種潤滑膜的逡逑摩擦學特性與潤滑劑分子和邊界層本身特性無關(guān)，而取決于潤滑劑分子與摩擦副逡逑表面的連接強度，外界環(huán)境溫度、壓力和化學成分等的變化也會對邊界潤滑膜的逡逑強度造成較大影響。逡逑邊界潤滑中滑移表面間的摩擦力Ｆ可以表示為：逡逑Ｆ邋＝邋Ａ［ａｗｒｓ邋＋邋（１邋－邋0ｒｗ邋）ｒＬ邋］邋＋邋Ｆｐ邐（１－１）逡逑Ａ邋真實接觸面積；逡逑ａｗ邐固體接觸面積占真實接觸面積的比值；逡逑ｒｓ邐固體表面剪切應力；逡逑ｒＬ——液體表面剪切應力；逡逑Ｆ？一一犁溝效應產(chǎn)生的阻力。逡逑此時摩擦副間的摩擦系數(shù)為：逡逑／ｂｌ邋＝＾（￣）邋＋邋（１－＾）￣邋＋邋—７邐（１－２）逡逑Ｐ邐Ｐ邋ＰＡ逡逑式中：Ｐ——平均壓力。逡逑邊界潤滑膜主要包括物理吸附膜、化學吸附膜和化學反應膜。逡逑１）

離子液體添加劑的選擇與配置邐逡逑．３離子液體添加劑的選擇逡逑本文選用質(zhì)子型季銨鹽類離子液體作為水基潤滑液添加劑，前期研宄表明質(zhì)逡逑型季銨鹽類離子液體可生物降解甚至具有生物相容性［４６４８］，這些特性引發(fā)了人逡逑對質(zhì)子型季銨鹽類離子液體在摩擦學方面的研究。該類離子液體主要是通過脂逡逑酸和（單或雙）二羥乙基胺經(jīng)一步布朗斯特酸堿中和反應生成［４９］，，其反應的本逡逑是陰陽離子間質(zhì)子的快速轉(zhuǎn)移，從而在離子液體中形成作為質(zhì)子供體的脂肪酸逡逑陰離子和作為質(zhì)子受體的銨根陽離子，供體和受體之間通過氫鍵網(wǎng)絡連接，整逡逑反應過程簡單且無附加產(chǎn)物生成。逡逑近年來研究人員對質(zhì)子型季銨鹽類離子液體的合成方法和物理化學特性進行逡逑系統(tǒng)的研究［５（）＇５４］，其主要合成路線如圖２－１所示，其中Ｒ為脂肪酸碳鏈。逡逑
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O313.5;TH117.2

【參考文獻】

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4 熊云;方建華;王九;;磷氮化脂肪酸水基潤滑添加劑的制備及其摩擦學性能[J];石油學報(石油加工);2009年S1期

5 房存金;;水溶性高分子材料及其應用[J];科技創(chuàng)新導報;2009年21期

6 劉偉;仇衛(wèi)華;王賽;盛喜憂;;離子液體在鋰離子電池中的應用[J];電池;2007年01期

7 劉曉庚;陳梅梅;劉長鵬;汪峰;;室溫離子液體在化學合成和萃取分離中的應用[J];化學世界;2006年10期

8 楊文龍;羅書平;俞傳明;王炳濤;岳華棟;王麗萍;許丹倩;;離子液體中堿催化α,β-不飽和化合物與丙二酸酯的Michael加成反應[J];化學研究與應用;2006年05期

9 蔣海珍;陶德華;王彬;黃樹剛;許涓;錢林玲;;N-油�；劝彼崴鶟櫥砑觿┑暮铣杉捌淠Σ聊p特性研究[J];摩擦學學報;2006年01期

10 王李波,馮大鵬,劉維民;幾種納米微粒作為鋰基脂添加劑對鋼-鋼摩擦副摩擦磨損性能的影響研究[J];摩擦學學報;2005年02期

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5 蔣海珍;新型水溶性防銹抗磨多功能添加劑的研究[D];上海大學;2006年

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2 何紅坤;妥爾油酸二乙醇酰胺水基液摩擦學性能研究[D];大連海事大學;2016年

3 孫躍濤;無規(guī)共聚醚水基潤滑液的摩擦學性能試驗研究[D];北京交通大學;2011年

本文編號：2707362