發(fā)布時間：2020-04-11 00:20

【摘要】： 潤滑脂是機(jī)械設(shè)備降低能耗和延長機(jī)器壽命不可缺少的潤滑劑。生物降解的潤滑脂的制備是各國備受關(guān)注的前沿課題,而復(fù)合鈦基潤滑脂又是一種可生物降解的潤滑脂。為了加速復(fù)合鈦基潤滑脂在國內(nèi)工業(yè)上的應(yīng)用,本文采用試驗室制脂釜制備了以650SN、質(zhì)量比為1:1.8的650SN和新戊基多元醇酯的混合油、新戊基多元醇酯和混合油(質(zhì)量比為4.5:2.5:1的新戊基多元醇酯、650SN和環(huán)氧大豆油的混合油)為基礎(chǔ)油,苯甲酸/硬脂酸和癸二酸/硬脂酸為組分,聚四氟乙烯顆粒、納米二氧化鈦和納米二氧化硅為添加劑的復(fù)合鈦基潤滑脂。 采用錐入度測定儀、滴點測定儀和四球試驗機(jī)研究了復(fù)合鈦基潤滑脂的錐入度、滴點、摩擦磨損性能及承載能力。利用SEM和XPS研究手段研究了鋼球的磨斑表面形貌。采用紅外光譜定性分析了復(fù)合鈦基潤滑脂的皂分子結(jié)構(gòu)及經(jīng)微生物降解前后的物質(zhì)變化情況。研究不同基礎(chǔ)油、不同組分和不同添加劑對復(fù)合鈦基潤滑脂的物理特性、摩擦學(xué)特性、鋼球的磨斑表面形貌、鋼球表面元素化學(xué)狀態(tài)和生物降解性能的影響,揭示了復(fù)合鈦基潤滑脂的潤滑機(jī)理。同時,對比了復(fù)合鈦基潤滑脂與鋰基脂和脲基脂物理特性和摩擦學(xué)特性的差異。 采用先溶解有機(jī)酸后加入鈦酸酯的工藝制備了復(fù)合鈦基潤滑脂,其的皂化溫度、皂化時間、稠化速率、高溫?zé)捴茰囟燃案邷乇貢r間直接影響著復(fù)合鈦基潤滑脂的物理特性和摩擦學(xué)特性。同時,經(jīng)紅外光譜分析說明復(fù)合鈦皂分子形成了堿式雙酸鈦皂骨架。當(dāng)稠化劑含量為17%時,復(fù)合鈦皂對新戊基多元醇酯的稠化能力最強(qiáng),生成速率最快。與其他組分相比,苯甲酸/硬脂酸和癸二酸/硬脂酸組分的成率高于0.8,易于成脂。添加劑在0.5~3.0wt%含量內(nèi)對滴點是沒有明顯影響的,而對錐入度有一定的影響。合成復(fù)合鈦基潤滑脂的顏色從淺黃色至褐色變化。同時,2號以混合油或650SN為基礎(chǔ)油的復(fù)合鈦基潤滑脂滴點可達(dá)280°C,而4號以新戊基多元醇酯為基礎(chǔ)油的復(fù)合鈦基潤滑脂滴點低于200°C,癸二酸/硬脂酸組分的滴點要高于苯甲酸/硬脂酸組分。 對于減摩和抗磨特性,礦物油基苯甲酸/硬脂酸復(fù)合鈦基潤滑脂的減摩效果最佳,而含環(huán)氧大豆油的混合油基復(fù)合鈦基潤滑脂的抗磨效果最佳,對于相同的基礎(chǔ)油,組分對減摩和抗磨特性是幾乎沒有影響的。聚四氟乙烯、納米二氧化鈦和納米二氧化硅三種添加劑分別在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0、0.5和1.5wt%下對所有脂均能在不同程度上降低基礎(chǔ)脂的摩擦系數(shù)和鋼球的磨斑直徑。對于含12.5wt%環(huán)氧大豆油的混合油基復(fù)合鈦基潤滑脂,三種添加劑在所有試驗負(fù)荷內(nèi)在不同程度上有效的起到一定的減摩和抗磨效果。同時,對應(yīng)的復(fù)合鈦基潤滑脂極壓性可達(dá)1100N,與其他脂相比,PB值提高了37.5%。對于相同的基礎(chǔ)油,組分對極壓性能是沒有影響的。與復(fù)合鋰基潤滑脂和脲基脂相比,復(fù)合鈦基潤滑脂的摩擦學(xué)性能優(yōu)于對比脂。 鋼球的磨斑形貌表明鋼球的磨損特征為輕微的粘著磨損,在磨損表面發(fā)現(xiàn)有氧化沉積膜的出現(xiàn)。復(fù)合鈦基潤滑脂的潤滑作用機(jī)理是以復(fù)合鈦基潤滑脂潤滑下在金屬表面發(fā)生了摩擦化學(xué)反應(yīng)并生成了二氧化鈦化學(xué)沉積膜和由潤滑脂本身或含聚四氟乙烯顆�；蚝{米二氧化鈦或含納米二氧化硅顆粒組成的物理吸附膜協(xié)同作用起到了較好的減摩抗磨的作用。 生物降解評價表明癸二酸/硬脂酸組分的復(fù)合鈦基潤滑脂的生物降解率高于苯甲酸/硬脂酸組分的復(fù)合鈦基潤滑脂。同時,在所有的基礎(chǔ)油中,以新戊基多元醇酯為基礎(chǔ)油的復(fù)合鈦基潤滑脂生物降解率均大于65%,最大可達(dá)83%。2.0wt%的添加劑對癸二酸/硬脂酸組分的生物降解是沒有影響的,而對苯甲酸/硬脂酸組分是有影響的。兩種組分的復(fù)合鈦基潤滑脂的皂分子可以通過酯的水解、長鏈烴的?氧化或苯環(huán)的氧化開環(huán)三種方式發(fā)生初級的生物降解。
【圖文】：

第 1 章 緒 論, 2009)。目前，美國的 stabilized HOBS 型生物基液壓油的陸軍、空軍、海岸巡邏隊、國家公園、北美海洋管理的建筑和水上運輸工業(yè)。2000 年，歐洲各類可生物降解2 萬 t。同時，德國的菜籽油和合成酯的實際產(chǎn)量約 1.4好潤滑劑已達(dá)到潤滑劑總量需求量的 10%~15%。瑞典液圖 1-1[103,104]。其中，，2001 年的統(tǒng)計值為半年的統(tǒng)計量間，瑞典的液壓油銷售量已經(jīng)達(dá)到每年 3 萬 m3，包括-2 環(huán)境友好液壓油(EAL)的銷售量快速的增長，大多數(shù)用在森林機(jī)械、鐵路等行業(yè)中。2001 年，環(huán)境友好液壓瑞典的經(jīng)濟(jì)不景氣有直接的關(guān)系。瑞典環(huán)境友好液壓油，合成酯占 63%，菜籽油占 20%，而 PAO/VHVI 占 17%場份額。庫 2011年 第04期 工程科技Ⅱ輯

2 環(huán)境友好液壓油(EAL)的銷售量快速的增長，大多在森林機(jī)械、鐵路等行業(yè)中。2001 年，環(huán)境友好液典的經(jīng)濟(jì)不景氣有直接的關(guān)系。瑞典環(huán)境友好液壓合成酯占 63%，菜籽油占 20%，而 PAO/VHVI 占 1份額。圖 1-1 瑞典的液壓油市場[103,104]Fig. 1-1 Swedish hydraulic fluid market[103,104]
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH117.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2622895