双季戊四醇酯热氧化性能及氧化动力学分析

将恒温氧化、PDSC测试及氧化动力学计算相结合,分析氧化温度与时间对双季戊四醇酯黏度、黏度指数和酸值的影响规律,研究双季戊四醇酯经历恒温氧化后起始氧化温度、活化能及氧化速率常数的变化,探讨其对不同温度耐受能力的差异。结果显示:双季戊四醇酯黏度与酸值的变化符合logistic函数,初始阶段增长缓慢,继而迅速升高并达到最快速率,随后速率逐渐下降;180℃以上的氧化会使黏度、黏度指数和酸值发生显著变化,而低于130℃时其变化趋势十分平缓,能满足冷冻机油的工况要求;180℃以上的高温氧化会使油品起始氧化温度降低,但对活化能、氧化速率常数和氧化半衰期影响较小,因此双季戊四醇酯具备较好的高温氧化安定性。     

基于金属催化氧化的航空液压油氧化安定性研究

为探究航空液压油氧化安定性变化规律,设计基于金属催化氧化的模拟氧化试验,研究在金属Cu与Fe的催化氧化下,15号航空液压油在不同氧化时间下的外观、黏度以及酸值变化规律,并借助GC/MS对油样组成结构进行分析。结果表明:在长时间氧化下添加金属Cu、Fe的油样颜色、黏度变化更剧烈,氧化后酸值更高,说明在金属催化氧化下,液压油的氧化安定性变差。GC/MS分析表明:在金属作用下,航空液压油长时间氧化后抗氧剂消耗更剧烈,且生成了小分子烷烃以及少量的醇、酮、酸、酯等化合物,造成了油品理化性能的变化以及氧化安定性变差。     

三羟甲基丙烷油酸酯基础油热氧化规律研究

采用恒温箱氧化法,将三羟甲基丙烷油酸酯(TMPTO)基础油分别在不同温度下(95、135、175、250℃)进行连续氧化,测试不同氧化时间下TMPTO的运动黏度和总酸值,获得其热氧化行为与氧化温度和氧化时间的定量关系;运用红外光谱法和差示扫描量热法对TMPTO不同氧化时间下的热氧化产物和性能进行分析,探讨其热氧化规律。结果表明:在一定温度下,随着热氧化时间的延长,TMPTO基础油运动黏度的对数和总酸值呈线性增加关系,热氧化温度越高,线性斜率越大;随着温度的升高,氧化时间的增加,TMPTO基础油的氧化诱导温度降低;FTIR分析表明TMPTO基础油在氧化过程中产生了氢过氧化物以及醇类产物。     

模拟工况条件下改性烃类航空润滑油综合性能对比分析

为了满足航空发动机日益严苛的工况要求,通过向某烃类航空润滑油中添加不同量的添加剂,制备一系列改性航空润滑油;采用氧化工况模拟标准装置,分别测试不同氧化时间、不同氧化温度下,改性油样及原油样的黏度、酸值、倾点、抗磨性能、承载能力、起始氧化温度(IOT)、氧化诱导期(OIT)等性能指标,评价改性油样的综合性能。实验结果表明：氧化温度越高,改性油样颜色加深速度越缓慢,即抑制油品氧化效果越明显;相同氧化条件下,改性油样与原油样相比,酸值增速较低,即改性后油样能有效抑制酸值升高,改善了油品的抗腐蚀性能,同时改性对油品的黏度、倾点未产生不良影响;油样改性后未对抗磨性能产生不良影响,但有可能导致油品的承载能力下降,不过影响在可控范围内;油样改性后IOT、OIT值提升,氧化安定性明显改善。     

酯类航空润滑油热氧化安定性评价方法研究

采用差示扫描量热法(DSC)对经过不同温度、不同时间反应后的航空润滑油基础油癸二酸二-2-乙基己酯(DIOS)、50-1-4φ航空润滑油及加入抗氧剂的基础油进行动态和静态氧化试验,通过分析处理热流曲线,分别得到不同油样的起始氧化温度(IOT)和氧化诱导期(OIT),并对添加抗氧剂前后油样的氧化安定性进行评价。结果表明:3种油样的IOT值与OIT值分别处于206~255℃和12~31 min的范围内,且随着初始反应温度的增加和反应时间的延长,油样IOT值与OIT值都呈先减小后增大再减小的总体下降趋势,表明在更高温度、更长时间下反应后,油样的氧化安定性会变差;油品的OIT值变化规律与IOT值的相同,表明采用这2种指标来评价油样的氧化安定性结果基本一致;添加抗氧剂后的基础油油样的IOT值均呈增大趋势,表明该抗氧剂可提升基础油的氧化安定性,而对于成品油50-1-4φ,由于多种添加剂的协同作用效果,相比单一添加抗氧剂,油品的氧化安定性得到了进一步提高。     

椰子油脂肪酸己二酸三羟甲基丙烷复合酯的制备及其润滑性能

为进一步改进椰子油的润滑性能，采用己二酸与三羟甲基丙烷先酯化合成中间体，再与椰子油脂肪酸反应制备椰子油脂肪酸己二酸三羟甲基丙烷复合酯(简称复合酯)，并测试复合酯的FTIR红外光谱、流变学性能、热-氧稳定性、摩擦学性能、水解稳定性、海洋微生物降解性等。结果表明：该复合酯具有良好的流变学性能和热稳定性，其40 ℃的黏度为114 mm2/s，黏度指数为159，倾点为-6 ℃，热分解起始温度为300 ℃，能满足较为苛刻的机械工况要求；复合酯还具有良好的摩擦学性能，相同条件下承载能力为椰子油的2.6倍，而且与复配添加剂(二烷基二硫代磷酸锌+十八胺)具有良好的感受性和配伍性能。所制复合酯的水解稳定性高于椰子油，海洋微生物14天的降解率大于80%，是一类性能优良的绿色酯类润滑油。     

某型航空润滑油高温氧化产物分析

为掌握航空润滑油的高温氧化规律,利用高温氧化加速装置分别模拟某型航空润滑油在铜、铁金属催化作用下,在不同温度下的氧化过程,用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)对氧化产物进行定性和定量分析。结果表明:氧化产生的酯类化合物最多;氧化温度为230℃时,油样中开始出现烯烃,温度继续升高烯烃含量增大并且油样中出现醇和酸类物质,230℃可能是该润滑油开始剧烈氧化的温度;添加剂消耗产生的化合物是导致该润滑油酸值增大、颜色加深的主要原因;氧化过程中,部分长链结构的酯变为短链结构,油样中出现小分子的醇、酸等物质,这可能会导致润滑油黏度降低;抗氧剂含量的降低和不安定组分的产生会降低油品氧化安定性,导致氧化诱导期和起始氧化温度降低。     

烃类航空润滑油高温氧化产物的理化指标关联性分析

利用高温氧化加速装置,采用金属Cu和Fe片分别在不同反应温度下对烃类航空润滑油进行催化氧化,探究氧化产物的运动黏度、酸值及倾点的变化规律,并结合GC/MS分析导致油品运动黏度、酸值及倾点变化的作用机制。结果表明:油品的氧化裂解程度越深,Pearson相关系数r值的绝对值就越大,氧化产物的运动黏度、酸值及倾点之间的关联性越强;运动黏度及倾点的衰变主要是热裂解反应引起的,而酸值的增大则主要是油品的热氧化反应引起的。     

油酸甲酯氧化衰变特性及氧化反应表观活化能研究

为了考察油酸甲酯的氧化衰变特性,采用自制氧化模拟装置将样品加速氧化,定时取样检测样品过氧化值、酸值和运动黏度（40 ℃）,考察不同温度和氧气流量对氧化速率的影响;利用傅立叶红外光谱定性表征油酸甲酯氧化前后的结构变化;通过Rancimat法加速氧化试验,测定油酸甲酯的氧化诱导期,同时从氧化反应活化能角度进一步研究油酸甲酯的氧化反应机制。结果表明,氧气流量对油酸甲酯热氧化稳定性影响较小,但随着反应温度的升高,氧化诱导期缩短,氧化安定性显著下降;傅立叶红外光谱定性表征结果表明,油酸甲酯在氧化过程中可能发生不饱和双键的异构化;通过计算得到油酸甲酯的氧化反应表观活化能为34.058 kJ/mol。     

利用PDSC考察环境友好润滑油基础油氧化安定性的研究

结合环境友好润滑油产品的开发工作,用加压差热扫描示量法(PDSC)研究了菜籽油、双酯、多元醇酯等几种基础油的氧化稳定性,并与旋转氧弹的结果进行了比较;对菜籽油在不同温度下的氧化反应特性进行了考察,并采用阿仑尼乌斯公式计算了菜籽油氧化反应的活化能,初步研究了其氧化反应机制。试验结果表明,PDSC可用于评价基础油的氧化安定性,合成酯的氧化安定性明显优于菜籽油,且多元醇酯的氧化安定性最好。     

低黏度油品碳型组成对其氧化安定性的影响

采用NB/SH/T 0811方法对4种低黏度油品进行氧化安定性评定，并运用SH/T-0725方法对油品碳型组成进行分析，探究碳型组成对油品氧化安定性的影响。结果表明：油品中正构烷烃含量高有利于提高其氧化安定性；油品中异构烷烃或环烷烃含量越高，越易氧化生成酸性物质；油品中芳烃含量越高，越易氧化产生沉淀物；且油品中芳烃、环烷烃含量越高，越有利于油泥的溶解性能。为提高氧化实验效率，改进NB/SH/T-0811方法的氧化时间和催化剂等氧化条件，探究氧化条件改变对氧化安定性评定结果的影响。结果表明：改变氧化条件不会从根本上改变油品的氧化安定性评定结果，但不同的催化剂可能对某一评定指标产生特殊影响。     

合成酯类基础油的水解性能研究

合成酯类润滑油分子结构中的酯键由于亲水性较强极易发生水解。为研究合成酯的水解过程与水解机制,选取5种常用合成酯类基础油,采用高压反应釜按SH/T 0301 1993标准进行水解试验,研究合成酯分子结构、水解时间、水解温度以及水含量等因素对合成酯水解稳定性的影响。研究表明：合成酯空间位阻越大,初始酸值越小,水解稳定性越好,其中初始酸值比分子结构的影响更大;水含量对合成酯水解性能的影响不大,水解速率主要取决于油水接触面积,而水解温度和时间对合成酯水解性能的影响较大;温度升高或时间延长,合成酯水解稳定性减弱,表现在油品酸值变化增大、运动黏度减小以及颜色加深等。     

合成酯类基础油的水解稳定性研究

合成酯类润滑油分子结构中的酯键由于亲水性较强极易发生水解。为研究合成酯的水解过程与水解机制,选取5种常用合成酯类基础油,采用高压反应釜按SH/T 0301-1993标准进行水解试验,研究合成酯分子结构、水解时间、水解温度以及水含量等因素对合成酯水解稳定性的影响。研究表明:合成酯空间位阻越大,初始酸值越小,水解稳定性越好,其中初始酸值比分子结构的影响更大;水含量对合成酯水解性能的影响不大,水解速率主要取决于油水接触面积,而水解温度和时间对合成酯水解性能的影响较大;温度升高或时间延长,合成酯水解稳定性减弱,表现在油品酸值变化增大、运动黏度减小以及颜色加深等。     

高温下金属Fe对烃类航空润滑油理化性能的影响

利用高温氧化模拟装置,研究烃类航空润滑油在添加和不添加金属Fe时,在不同温度下反应油样的外观、黏度以及酸值的变化,并使用GC/MS分析对油样组成结构进行分析。结果表明:高温氧化反应后,相比未添加Fe的油样,添加Fe的油样颜色更深、黏度更小、酸值更高,说明添加金属Fe大大加快了油品的变质。GC/MS分析表明:油品高温氧化过程中不仅产生了大量小分子烷烃、烯烃类物质,还生成了少量醇、酮、酸、酯等化合物,正是由于这些物质的形成,造成了油样颜色、黏度以及酸值的衰变。     

金属Fe对50-1-4Ф航空润滑油高温氧化的影响

为研究高温下金属部件中的铁对航空润滑油高温氧化的影响,用高温氧化釜分别模拟50-1-4Ф航空润滑油在含铁片和不含铁片情况下的高温氧化过程,观察油样的颜色、黏度、酸值的变化,用压力差示扫描量热法测量其氧化诱导期。结果表明,高温氧化对50-1-4Ф航空润滑油高温黏度影响较小,对低温黏度、酸值和氧化诱导期影响明显;铁对该航空润滑油的酸值和氧化诱导期影响较大,含铁的油样酸值和氧化诱导期的变化幅度是不含铁油样的数倍;铁在较高的氧化温度下(250、300℃)对黏度影响明显,但在较低的氧化温度下(180、200℃)对黏度影响小。     

金属催化下两种航空润滑油基础油高温氧化衰变性能对比分析

通过金属筛选实验,选定Cu片作为航空润滑油高温氧化实验金属用材。在金属和抗氧剂存在下,模拟航空润滑油基础油PAO和己二酸二异辛酯(DIOA)的高温工作环境,分析反应后2种油样的外观、黏度和酸值变化,并利用傅立叶红外光谱技术(FTIR)分析油品性能衰变的原因。实验结果表明:随温度的升高,PAO和DIOA会发生氧化和裂解,不同程度地出现颜色加深、黏度降低、酸值增大等现象。FTIR分析可知,PAO油样高温衰变的过程中断链产生了大量饱和烃,DIOA油样水解产生酸、醛和醇等含氧化合物,2类油样均检测到O=C-H、C=O和O-H等官能团。高温下,PAO易发生断链,产生碳数更少的烃分子,导致260℃时黏度就出现急剧下降现象,而DIOA具有较好的热稳定性,其黏度骤降出现在300℃左右;酯类油DIOA氧化和裂解易产生羧酸,导致其酸值衰变程度远大于PAO。     

聚α-烯烃润滑油基础油高温氧化性能特性变化分析

采用高温氧化加速模拟装置,研究聚α-烯烃基础油的高温氧化变化规律;利用FTIR和GC/MS等检测手段,分析聚α-烯烃基础油及其高温产物结构组成的变化,探讨结构变化对油品性能变化的影响,推测润滑基础油高温氧化的过程及其反应类型。结果表明：高温作用下,聚α-烯烃润滑基础油发生了严重的热氧化和热裂解反应,导致基础油颜色加深、黏度变小、酸值增大;由于聚α-烯烃含有较多的叔碳分子的特殊结构,在高温下易发生断裂,生成活泼的自由基,自由基在氧气作用下,发生氧化反应,生成小分子的醛、酮、酸、酯等物质,使得润滑油的酸值变化显著;同时聚α-烯烃分子发生断裂时,生成的小分子烷烃、烯烃等,造成聚α-烯烃润滑基础油黏度衰变。     

三羟甲基丙烷油酸酯基础油高温氧化的拉曼光谱分析

将Linkam FTIR600控温台与DXR激光显微拉曼光谱仪结合,在连续升温和恒定温度热氧化条件下,实时测定氧化过程中三羟甲基丙烷油酸酯（TMPTO）基础油的拉曼信号变化,研究氧化温度和氧化时间对TMPTO基础油拉曼光谱的影响以及氧化过程中TMPTO基础油化学结构的变化。研究发现,随着氧化温度升高,TMPTO中=C—H、C=C伸缩振动和—CH2—弯曲振动拉曼峰强逐渐减弱;随着氧化时间的延长,=C—H和C=C的拉曼峰强逐渐减弱,—CH2—的拉曼峰强不变,C=C双键随着温度升高出现拉曼峰可恢复的红移;高温氧化后冷却至室温时,=C—H和C=C的拉曼峰强可以部分恢复,—CH2—则完全恢复。将DXR激光显微拉曼光谱仪与Linkam FTIR600控温台结合研究润滑油连续氧化过程,是一种有效表征润滑油结构变化的新方法。     

Ti/Zr固体酸催化合成三羟甲基丙烷三油酸酯

三羟甲基丙烷三油酸酯是一种优良的润滑油基础油,具有突出的生物降解性能,可用于替代矿物润滑剂。以三羟甲基丙烷和油酸为原料,在固体酸的催化下合成三羟甲基丙烷三油酸酯。采用FTIR和XRD对Ti/Zr固体酸催化剂结构进行表征,通过酯化反应评价其催化性能,结果表明TiO2/ZrO2配比为1∶1的固体酸表现出较好的催化性能。研究合成三羟甲基丙烷三油酸酯的最佳反应条件。结果表明,在温度为180 ℃、酸醇摩尔比为4.2∶1、反应时间为6 h,催化剂用量为0.5%时,反应的转化率达到99.6%,三羟甲基丙烷三油酸酯的收率达到96.9%。     

金属存在下聚α-烯烃基础油热氧化衰变性能结构对比分析

借助高温氧化模拟加速装置,模拟金属存在下聚α-烯烃(PAO)航空润滑油基础油高温工作环境,对比分析添加金属Cu前后油样的外观、黏度和酸值变化,利用GC/MS检测不同温度下油样的微观组成,并根据物质结构分析PAO理化性能变化的原因。结果表明:金属Cu加速了PAO的高温裂解,产生了某些生色化合物,加速了油品的氧化变质,使油品黏度降低,并生成了酸性物质使油品酸值增加;GC/MS分析结果表明,金属Cu的存在会加速PAO的氧化和裂解,产生碳数更少的烃分子,也促进含双键的不饱和烃、含氧化合物等物质的生成,在宏观上使油样运动黏度降低、酸值增大和颜色加深。