隨著汽車、航空航天、大型船舶等領(lǐng)域?qū)C械零部件耐高溫、抗重載、長壽命周期等性能的要求的不斷提高,科研人員將如何提升合成潤滑油使役性能作為機械系統(tǒng)潤滑劑的突破方向,以期實現(xiàn)在苛刻工況下的高可靠性、高效率潤滑。其中,合成潤滑油抗氧化添加劑開發(fā)及合成潤滑油抗氧化性能研究是重點工作,意義重大。本文以國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃課題“潤滑添加劑的減摩抗氧化特性及其對合成潤滑油使役行為的作用規(guī)律”為依托,以三羥甲基丙烷油酸酯(TMPTO)合成酯類基礎(chǔ)油為對象,開發(fā)胺類和酚類抗氧化添加劑,研究添加劑對合成酯類基礎(chǔ)油基本理化性能與熱氧化性能的影響規(guī)律,為高性能合成潤滑油及其抗氧化添加劑的發(fā)展提供試驗數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。本文分別提出了一種采用離子液體催化合成烷基二苯胺抗氧劑的新方法,一種一步合成3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯的新方法。試驗測試了不同熱氧化條件下,合成的抗氧添加劑對TMPTO基礎(chǔ)油的主要理化性能、分子官能團結(jié)構(gòu)和摩擦學性能的影響。熱氧化性能實驗數(shù)據(jù)表明:在135℃熱氧化480h條件下,胺、酚組合抗氧劑對TMPTO粘度增長抑制效果稍好,丁基辛基二苯胺對TMPTO總酸值增長的抑制效...

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 合成潤滑油的氧化機制
    1.3 抗氧化添加劑的性能與機理
        1.3.1 胺類化合物
        1.3.2 受阻酚類化合物
        1.3.3 有機硫化物
        1.3.4 有機磷化物
        1.3.5 有機硫磷化物
        1.3.6 其他抗氧劑
    1.4 典型抗氧劑的合成方法
    1.5 潤滑油的分子動力學和熱動力學研究
        1.5.1 分子動力學模擬
        1.5.2 熱分析動力學
    1.6 主要研究內(nèi)容
第二章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料與儀器
    2.2 合成方法
        2.2.1 離子液體的合成
        2.2.2 二烷基二苯胺的合成
        2.2.3 3 -(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸烷基醇酯的合成
    2.3 試驗方法
        2.3.1 主要理化性能測試
        2.3.2 摩擦學性能測試
        2.3.3 紅外光譜及拉曼光譜表征
        2.3.4 氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用表征
        2.3.5 熱分析測試
    2.4 ReaxFF MD模擬潤滑油熱氧化反應
        2.4.1 ReaxFF MD簡介
        2.4.2 潤滑油熱氧化反應模型的構(gòu)建與設置
第三章 離子液體催化合成丁基辛基二苯胺
    3.1 不同離子液體的催化活性
    3.2 離子液體催化性能對合成二烷基二苯胺的影響
    3.3 反應條件對合成二烷基二苯胺的影響
        3.3.1 催化劑用量對合成二烷基二苯胺的影響
        3.3.2 配比及其反應時間分別對合成二烷基二苯胺的影響
        3.3.3 反應溫度分別對合成二烷基二苯胺的影響
    3.4 小結(jié)
第四章 一步法合成3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯
    4.1 反應過程及機理
    4.2 反應條件對合成抗氧劑選擇率的影響
        4.2.1 催化劑含量的影響
        4.2.2 反應配比的影響
        4.2.3 反應溫度的影響
        4.2.4 反應時間的影響
        4.2.5 溶劑用量的影響
    4.3 小結(jié)
第五章 抗氧劑對TMPTO潤滑油熱氧化特性的影響
    5.1 熱氧化對添加抗氧劑的TMPTO理化性能及摩擦學性能的影響
        5.1.1 抗氧劑對潤滑油色澤的影響
        5.1.2 抗氧劑對潤滑油粘度變化的影響
        5.1.3 抗氧劑對潤滑油總酸值變化的影響
        5.1.4 抗氧劑對潤滑油摩擦學性能的影響
    5.2 熱氧化對添加抗氧劑的TMPTO分子結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.1 紅外光譜結(jié)果與討論
        5.2.2 拉曼光譜結(jié)果與討論
    5.3 小結(jié)
第六章 基于熱分析方法的添加劑抗氧化性動力學研究
    6.1 熱氧化動力學方程建立
        6.1.1 熱重法
        6.1.2 差熱分析法
        6.1.3 差示掃描量熱法
    6.2 熱分析動力學研究添加劑對反應活化能的影響
        6.2.1 TG/DTA的試驗結(jié)果
        6.2.2 DSC的試驗結(jié)果
    6.3 PDSC驗證抗氧劑對TMPTO抗氧化能力的影響
    6.4 小結(jié)
第七章 基于抗氧劑作用下潤滑油熱氧化的分子動力學模擬
    7.1 基礎(chǔ)油的ReaxFF MD模擬結(jié)果
    7.2 不同抗氧劑作用下潤滑油的ReaxFF MD模擬結(jié)果
        7.2.1 有機分子數(shù)的模擬結(jié)果
        7.2.2 潤滑油A的模擬反應過程
        7.2.3 潤滑油B的模擬反應過程
        7.2.4 潤滑油C的模擬反應過程
        7.2.5 潤滑油D的模擬反應過程
    7.3 抗氧劑在基礎(chǔ)油TMPTO中的作用機制
第八章 結(jié)論
    8.1 論文的主要結(jié)論和創(chuàng)新點
    8.2 工作展望
參考文獻
致謝
在學期間發(fā)表的學術(shù)論文和參加科研情況
作者簡介



本文編號：3884785