微乳液法制備納米硼酸鈣及其潤滑性能的研究.pdf

1、納米材料的特殊性質(zhì)使其在用做潤滑油添加劑方面具有潛在的應(yīng)用價值。目前將納米添加劑用于改善潤滑油性能已取得了一些進展。進一步開展納米材料的制備及其應(yīng)用于潤滑油摩擦性能研究，對于改善油品的性能和延長設(shè)備的使用壽命具有重要的意義。本文采用了W/O微乳法制備了納米級硼酸鈣微粒，考察了制備條件對微粒的粒徑及形貌的影響。將所制備的納米粒子應(yīng)用于500SN基礎(chǔ)油中，檢測了納米潤滑油添加劑的摩擦性能。主要內(nèi)容包括： 在微乳液組成的研究中，通過繪

2、制的三元相圖選出了TritonX-100/正己醇/環(huán)己烷/水和CTAB/正丁醇/環(huán)己烷/水兩個微乳液體系。鹽溶液的增溶實驗結(jié)果表明，TritonX-100/正己醇/環(huán)己烷體系在TritonX-100與正己醇的體積比接近5：4時，對氯化鈣和硼酸鉀有較大的增溶量，最大增溶體積可達24﹪。CTAB和正丁醇的質(zhì)量比為1.5：1，(CTAB+正丁醇)與環(huán)己烷的質(zhì)量比為1.5：1時，氯化鈣的最高溶水量可達26﹪(體積比)，硼酸鉀的最高溶水量可達30

3、﹪(體積比)。 分別在兩種不同的微乳液中合成了納米硼酸鈣，并采用采用TEM、SEM和激光粒度分析對產(chǎn)物的粒徑和形貌進行了表征。實驗結(jié)果表明，對于TritonX-100/正己醇/環(huán)己烷/水體系，ω在12.7～7.6之間時可以得到尺寸為20～70nm的硼酸鈣。一定的陳化時間有利于形成粒徑均勻的產(chǎn)物。溫度升高至40℃時，硼酸鈣的粒徑迅速增大，接近100nm。反應(yīng)物濃度對粒徑的影響不明顯。采用CTAB微乳體系制備納米硼酸鈣，在水核較小時

4、，納米粒子的粒徑與水核大小呈線性關(guān)系。反應(yīng)溫度在30℃以下、水相與CTAB質(zhì)量比小于0.75，陳化時間在9h～48h，可以制備出不同粒徑(十幾到上百納米)的球形納米級硼酸鈣微粒。反應(yīng)物濃度對粒徑的沒有明顯的影響。 納米硼酸鈣壓縮液作為潤滑油添加劑，與基礎(chǔ)油500SN的配伍性較好。硼酸鈣壓縮液含量在0.75﹪時，最大無咔咬載荷達到最高值820N，比基礎(chǔ)油提高了49.1﹪。含有添加劑的潤滑油的磨斑直徑明顯小于基礎(chǔ)油。隨著摩擦?xí)r間的延