含肼基硼酸酯及其衍生物的摩擦學(xué)性能和水解穩(wěn)定性研究.pdf

1、硼酸酯是潤滑油領(lǐng)域中研究較多的課題之一，因其無灰、無磷、無污染、生物可降解性好被廣泛的應(yīng)用于潤滑油中，能夠改善潤滑油的氧化安定性、極壓減摩抗磨性能等。但由于硼酸酯中的硼原子為缺電子體，遇水容易水解，水解穩(wěn)定性差，使硼酸酯運(yùn)用于水基比較困難。近年來含氮硼酸酯的開發(fā)大大的提高了硼酸酯的水解穩(wěn)定性，將含氮硼酸酯應(yīng)用于水基也成為可能。本文通過分子設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)合成了三種含氮硼酸酯，肼基硼酸酯、2-巰基苯并噻唑肼基硼酸酯（MNB)、苯并三氮唑肼基硼酸

2、酯(NNB)，將其分別應(yīng)用于菜籽油、水-乙二醇潤滑液中，考察其摩檫學(xué)性能、水解穩(wěn)定性。并利用Gaussian軟件計(jì)算上述三種硼酸酯及其水解產(chǎn)物中硼原子帶電荷量，并對三種硼酸酯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，來探討含氮硼酸酯的水解規(guī)律。同時(shí)將市售T321與合成的苯并三氮唑肼基硼酸酯(NNB)進(jìn)行復(fù)配，考察其摩檫學(xué)協(xié)同性能，所有的摩檫學(xué)性能及計(jì)算結(jié)果如下所示：
　　1、合成的肼酯硼酸酯具有良好的水解穩(wěn)定性，是硼酸三乙酯的2800倍，硼酸三乙醇胺酯的2

3、.3倍，并且在低載荷下硼酸三乙肼酯有較好的極壓減摩和抗磨性能。利用XPS、SEM考察磨損鋼球表面的成分和形成的邊界膜結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示所加入的添加劑都吸附在鋼球表面，形成了以B2O3為主的沉積膜和以氮元素為主的吸附膜等組成的潤滑膜，阻止了摩擦磨損的進(jìn)一步進(jìn)行。
　　2、合成的MNB在水-乙二醇中具有較好的潤滑性能，含有2.0％的MNB水基液其極壓值是純水基液的2.5倍以上，同時(shí)能夠不同程度的改善水基液的抗磨減摩性能。通過理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)M

4、NB水解穩(wěn)定性主要是通過BN配位以及空間位阻來使其水解穩(wěn)定性增強(qiáng)。利用SEM、EDS考察磨損鋼球表面形貌和元素含量組成，發(fā)現(xiàn)含活性元素B、S、N的MNB重新組合形成新的化學(xué)膜,降低了鋼球的磨損。
　　3、通過理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)合成的NNB的水解穩(wěn)定性要比肼基硼酸酯要好。含有NNB水基液具有優(yōu)異的抗磨減摩性能，在低載荷下（98N），含2.5%NNB的水基液的磨斑直徑要比純水基液小30%。在摩擦過程中，NNB的加入使得鋼球表面發(fā)生了潤滑薄