【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(yàn)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(diǎn)測定儀和四球試驗(yàn)機(jī)研究了復(fù)合鈦基潤滑脂的錐入度、滴點(diǎn)、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(shí),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(shí)間、稠化速率、高溫?zé)捴茰囟燃案邷乇貢r(shí)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(shí),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(shí),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(diǎn)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(shí),2號以混合油或650SN為基礎(chǔ)油的復(fù)合鈦基潤滑脂滴點(diǎn)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(diǎn)低于200°C,癸二酸/硬脂酸組分的滴點(diǎn)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(yàn)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(shí),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粒或含納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(jià)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(shí),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(duì)、國家公園、北美海洋管理的建筑和水上運(yùn)輸工業(yè)。2000 年，歐洲各類可生物降解2 萬 t。同時(shí)，德國的菜籽油和合成酯的實(shí)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(jì)值為半年的統(tǒng)計(jì)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)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 閆玉濤;霍玉秋;孫志禮;;添加納米二氧化硅的菜籽油潤滑行為[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年09期

2 馮克權(quán);可生物降解的潤滑劑[J];合成潤滑材料;1996年02期

3 李嘉;陳波水;方建華;王九;;菜籽油基防銹潤滑添加劑的制備及性能研究[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);2005年04期

4 劉維民;納米顆粒及其在潤滑油脂中的應(yīng)用[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2003年04期

5 付尚發(fā),陶德華,張建華,劉仁德;聚異丁烯基丁二酰鉬添加劑的摩擦學(xué)特性研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2003年06期

6 續(xù)景,劉維民,伏喜勝,張龍華,匡奕九;硼化硫代磷酸酯胺鹽的極壓抗磨性能研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2004年02期

7 黨鴻辛,趙彥保,張治軍;鉍納米微粒添加劑的摩擦學(xué)性能研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2004年02期

8 郭延寶,徐濱士,馬世寧,許一;羥基硅酸鹽潤滑油添加劑對45~#鋼/球墨鑄鐵摩擦副摩擦磨損性能的影響[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2004年06期

9 方建華,陳波水,董凌,王九;酰胺型改性菜籽油潤滑添加劑對鋼-鋼摩擦副和鋼-鋁摩擦副摩擦磨損性能的影響[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2005年02期

10 李斌,夏延秋,王曉波,薛群基;納米Cu在聚乙二醇溶液中的摩擦磨損性能研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2005年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 呂剛;EGD生物降解二沖程油及其評定技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2003年

2 胡志孟;羥基和硫化植物油脂肪酸的摩擦學(xué)研究[D];上海大學(xué);1999年

3 王彬;兩種新型環(huán)境友好潤滑劑及其潤滑性和應(yīng)用性研究[D];上海大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉志卓;含納米微粒的脲基潤滑脂摩擦學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

2 趙錕;含納米顆粒潤滑脂的噪音特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

本文編號：2622895