發(fā)布時間：2017-06-19 03:10

  本文關(guān)鍵詞：綠色水溶性添加劑的摩擦學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前，油基潤滑已廣泛使用于現(xiàn)代潤滑領(lǐng)域中。但隨著人們環(huán)境保護意識的不斷提高，加上石油資源的日益枯竭，以水代替油實現(xiàn)對機器的有效潤滑已經(jīng)成為摩擦學(xué)研究中一個重要的研究方向。水基潤滑液具有價格低廉、儲運方便、不燃燒等優(yōu)點，從上世紀九十年代開始，已廣泛地應(yīng)用在金屬加工以及液壓傳動領(lǐng)域中。但由于水的黏度很低，導(dǎo)致水基潤滑劑在接觸區(qū)很難形成完整的潤滑薄膜，因此一般認為水的潤滑性能不如油好。通過在水中加入各種水溶性潤滑添加劑，來改善水的摩擦學(xué)特性。然而，值得指出的是，目前報道的水溶性潤滑添加劑大多是以常用的油基減摩、抗磨添加劑為基礎(chǔ)，通過在分子結(jié)構(gòu)中添加水溶性基團以提高其在水中的溶解度而獲得的，因此，這類添加劑的使用可能會對環(huán)境造成一定的污染。因此，，近年來關(guān)于新型水溶性潤滑添加劑的研究越來越多。本論文的工作主要涉及這一領(lǐng)域。 我們嘗試使用無毒、具有生物相容性和水溶性的聚乙烯吡咯烷酮、吐溫-80和丙三醇等三類化合物作為水基潤滑劑添加劑，在多種潤滑工況下，對水基潤滑劑的耐磨抗磨特性進行系統(tǒng)的研究和分析，以期獲得具有優(yōu)異的潤滑性能。水基潤滑劑實驗取得了一定進展，研究發(fā)現(xiàn)： （1）在摩擦磨損試驗機上研究聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水溶液的摩擦學(xué)特性。實驗發(fā)現(xiàn)其在低速低載荷條件下，擁有優(yōu)異的潤滑性能，它的添加大大地改善了水的潤滑性能，是有效的水基添加劑。實驗還發(fā)現(xiàn)，在PVP水基潤滑液中添加了鹽離子后，PVP溶液的潤滑性能可進一步提高，并在一定濃度內(nèi)隨鹽濃度的增加，潤滑性能增強。 （2）在摩擦磨損試驗機上研究了吐溫-80（Tween-80）水溶液的摩擦學(xué)特性。實驗發(fā)現(xiàn)，吐溫-80水溶液在5%濃度時潤滑性能最佳，在載荷為4N時，鋼-鋼摩擦副的摩擦系數(shù)可以達到0.1以下。通過微機控制電液伺服四球摩擦試驗機測試了吐溫-80水溶液的極壓性能，發(fā)現(xiàn)其在高載荷下仍然能進行有效的潤滑。 （3）在摩擦磨損試驗機上研究了甘油（丙三醇）水溶液的摩擦學(xué)特性。實驗發(fā)現(xiàn)，甘油水溶液在玻璃基底上有優(yōu)異的潤滑性能，其摩擦系數(shù)最低可達到超滑狀態(tài)0.005。本文選用了玻璃和鋼兩種基底進行TiO2鍍膜，并用甘油潤滑，實驗發(fā)現(xiàn)TiO2薄膜具有一定的減摩耐磨特性，在經(jīng)紫外光照射后，能更緊密的結(jié)合在鋼的表面，從而起到減摩耐磨的作用。 本文研究了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、吐溫-80（Tween-80）、甘油（丙三醇）三種水基潤滑劑，并利用摩擦磨損試驗機、掃描電鏡、接觸角測量儀等實驗手段探索了水溶液的潤滑機理，對以后水基潤滑劑的進一步探索提供了實驗支持。
【關(guān)鍵詞】：水基潤滑 表面活性劑 減摩耐磨 摩擦學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH117
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 水基潤滑13-15
• 1.2.1 水基潤滑概述13-14
• 1.2.2 水基潤滑的潤滑機理14
• 1.2.3 測試手段及研究方法14
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 添加劑15-18
• 1.3.1 水基潤滑添加劑的性能15-16
• 1.3.2 水基潤滑添加劑應(yīng)有的分子結(jié)構(gòu)16-17
• 1.3.3 主要的水基潤滑添加劑17-18
• 1.4 表面活性劑作為添加劑修飾水的潤滑性能18
• 1.5 本文的研究內(nèi)容及意義18-20
• 第2章 實驗原理、方法及實驗設(shè)備20-29
• 2.1 水基潤滑劑的制備20-21
• 2.1.1 試劑的選擇20-21
• 2.1.2 溶液的配置21
• 2.2 基底的處理21-23
• 2.2.1 鋼塊基底的預(yù)處理22
• 2.2.2 玻璃基底的預(yù)處理22-23
• 2.3 實驗儀器與設(shè)備23-29
• 2.3.1 水基潤滑液的制備設(shè)備23-24
• 2.3.2 水基潤滑液摩擦學(xué)性能的表征設(shè)備24-29
• 第3章 PVP作為水基潤滑液的摩擦學(xué)特性研究29-45
• 3.1 引言29-30
• 3.2 研究方法與材料30-31
• 3.2.1 樣品制備30
• 3.2.2 性能表征30-31
• 3.3 結(jié)果與討論31-43
• 3.3.1 黏度特性31-32
• 3.3.2 PVP 溶液的潤滑性能32-35
• 3.3.3 潤滑機制研究35-38
• 3.3.4 鹽離子對 PVP 溶液潤滑性能的影響38-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第4章 Tween80作為水基潤滑液的摩擦學(xué)特性研究45-60
• 4.1 引言45-46
• 4.2 研究方法與材料46-47
• 4.2.1 樣品制備46
• 4.2.2 性能表征46-47
• 4.3 結(jié)果與討論47-58
• 4.3.1 黏度特性47-48
• 4.3.2 Tween-80 溶液的潤滑性能48-51
• 4.3.3 潤滑機制研究51-54
• 4.3.4 鹽離子對 Tween-80 溶液潤滑性能的影響54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第5章 甘油潤滑60-72
• 5.1 引言60-61
• 5.2 研究方法與材料61-62
• 5.2.1 樣品準備61-62
• 5.2.2 摩擦學(xué)性能表征62
• 5.3 結(jié)果與討論62-70
• 5.3.1 甘油在鋼-玻璃摩擦副中的減摩耐磨作用62-65
• 5.3.2 甘油在鋼-鋼摩擦副中的摩擦學(xué)性能65-67
• 5.3.3 UV 輻照對潤滑性能的影響67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研工作78-80
• 致謝80

【參考文獻】

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本文編號：461429