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。     

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。     

基于灰色关联分析的风机油液监测应用研究

通过构建风力发电机油液监测理化指标及光谱元素的灰色自关联矩阵,对运动黏度（40 ℃）、总酸值、水分、污染度NAS等级、铁、硅、磷元素等指标进行关联性分析。研究表明, 风机齿轮油在使用过程中的总酸值与运动黏度变化同为油品氧化变质直接引起,灰色关联性最强;水分的存在会使磷系添加剂水解,同时使总酸值增加;未被过滤掉的氧化产物同时影响污染度NAS等级和酸值;铁元素含量及总酸值因相互影响灰色关联性也较强;硅元素对铁元素变化影响最大。灰色自关联矩阵为风机齿轮箱润滑故障诊断分析提供理论支持。     

风机油液监测理化指标及光谱元素的灰色关联分析

通过构建风力发电机油液监测理化指标及光谱元素的灰色自关联矩阵,对运动黏度(40℃)、总酸值、水分、污染度NAS等级、铁、硅、磷元素等指标进行关联性分析。研究表明,风机齿轮油在使用过程中的总酸值与运动黏度变化同为油品氧化变质直接引起,灰色关联性最强;水分的存在会使磷系添加剂水解,同时使总酸值增加;未被过滤掉的氧化产物同时影响污染度NAS等级和酸值;铁元素含量及总酸值因相互影响灰色关联性也较强;硅元素对铁元素变化影响最大。灰色自关联矩阵为风机齿轮箱润滑故障诊断分析提供理论支持。     

γ射线辐照对液压油性能的影响

研究在γ射线辐射剂量率为2 k Gy/h,不同辐照剂量下对液压油运动黏度、倾点、酸值等理化指标的影响。结果表明:辐照剂量对液压油的运动黏度影响比较小,随着辐照剂量的增加,液压油的运动黏度小幅增加;随着辐照剂量的增加液压油的倾点降低,即辐照使得液压油的低温流动性变得更好;辐照剂量对液压油的酸值影响较大,随着辐照剂量的增加液压油的酸值大幅增加;随着辐照剂量的增加,液压油的色度增大,透光率变差。     

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。     

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。     

聚α-烯烃润滑油基础油高温氧化性能研究

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。     

三羟甲基丙烷复合酯热氧化规律及氧化动力学研究

对三羟甲基丙烷复合酯分别进行不同温度与时间下的恒温氧化,检测其氧化后的黏度、黏度指数和酸值,并通过函数拟合得出它们随氧化温度与时间的变化规律;使用PDSC测试被氧化样品的起始氧化温度,并计算活化能、氧化速率常数和氧化半衰期,得到氧化温度与时间对油品后续氧化安定性的影响规律。结果表明:油品黏度与酸值的变化规律均近似logistic函数曲线,即起初增长缓慢,随后迅速增长并达到最快速率,最终速率逐渐下降;黏度与酸值函数的拟合参数与氧化温度密切相关,可用于评价与预测油品的氧化行为;三羟甲基丙烷复合酯经历不同条件的高温氧化后始终具有较高的黏度指数,并且起始氧化温度和活化能均未发生显著变化,表明其氧化后仍有着优异的黏温性能和氧化安定性。     

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-C14烯烃/酯类润滑油基础油合成和性能研究

将α-C_(14)烯烃先与马来酸酐进行无规共聚,再与季戊四醇进行酯化反应,制得一种新型的聚α-C_(14)烯烃/酯类润滑基础油。采用红外光谱、核磁共振谱~1H-NMR、热重分析仪、油品运动黏度测定仪、酸值测定仪对产物进行表征和性能测试。结果表明:随着马来酸酐用量增加,合成的基础油的运动黏度、热分解温度、酸值均先增大后减小,随着季戊四醇用量增加,合成的基础油的运动黏度、热分解温度先增大后减小,酸值逐渐降低;当马来酸酐与α-C_(14)烯烃质量比为1∶5.14,季戊四醇占α-C_(14)烯烃质量4.17%时,润滑基础油的黏度指数为114,酸值为0.082 mg/g(以KOH计),热分解温度大于249.3℃,40℃运动黏度为276.31 mm~2/s,100℃运动黏度为25.91 mm~2/s。因此,与AIP类润滑油相比,合成的基础油具有更好的低温流动性和耐高温稳定性,与传统的酯类润滑油相比具有较低的酸值,对器件腐蚀性较低。     

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。     

聚α-烯烃航空润滑油基础油高温衰变中结构与性能的关系

借助高压釜装置模拟PAO基础油实际工况中的工作温度,结合GC/MS现代检测技术,从分子层面分析高温下PAO理化性能的衰退和其结构变化之间的关系。结果表明:PAO润滑油衰变的主要原因是高温引起的热裂解,但PAO润滑油在正常工作温度下的性能不会发生太大变化,严重衰变主要发生在230℃以上;高温作用下,PAO分子支链断裂,生成较多的小分子烃类物质,导致其黏度下降、倾点上升;但PAO的酸值变化较小,与GC/MS中仅检测到少量含氧化合物相对应;结构决定使用性能,得出带有支链合成烃PAO的热稳定性较其氧化安定性差。     

金刚烷甲酸正辛酯的合成及性能研究

以金刚烷甲酸为主要原料,通过氯酰化、酯化两步反应合成金刚烷甲酸正辛酯,分析比较金刚烷甲酸正辛酯的理化性能和氧化稳定性。结果表明:该润滑剂性能指标为黏度指数111,倾点小于-30℃,开口闪点168℃,氧化稳定性208 min,酸值小于0.1 mgKOH/g;金刚烷甲酸正辛酯具有比金刚烷烃油更好的黏温特性,具有比商用酯类润滑油更好的低温流动性,并具有比一般基础油更好的氧化稳定性,但闪点比一般基础油低。     

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。     

某型航空发动机润滑油的热氧化安定性研究

通过高温高压反应釜实验模拟发动机实际工况条件,研究不同氧化温度对以聚α-烯烃合成油为基础油、2,6-二叔丁基对甲酚和对,对’-二异辛基二苯胺为抗氧剂的某型航空润滑油理化性能的影响,并根据润滑油高温氧化后产物的结构组成,分析PAO航空润滑油的氧化衰变机制。结果表明:温度越高,该型航空润滑油产生的小分子越多,黏度降低,酸值增大;抗氧剂的加入可以明显减缓油品黏度的衰减过程,并抑制小分子异构烷烃和烯烃的生成;在高温氧化衰变过程中,PAO基润滑油的高温氧化衰变经历了自由基反应历程。     

酯类航空润滑油基础油热氧化衰变规律分析

对不同温度和反应条件下的癸二酸二-2-乙基己酯（DHS）基础油理化指标进行考察,并采用GC/MS现代分析手段测定油样结构组成,探讨酯类航空润滑油基础油的热氧化衰变规律,从分子水平揭示酯类航空润滑油基础油高温衰变后颜色、黏度和酸值变化的原因。试验结果表明：空气、氧气和抗氧剂N-苯基-α-萘胺（NPAN）对DHS黏度高温衰变影响较小,这是因为油品分子链在高温作用下既发生裂解使黏度低,也会相互聚合使黏度增大;氧气的存在会与自由基生成醇、醛和酸等含氧化合物,使油样酸值急剧增大,添加NPAN后极大地抑制了酸值升高,油样酸值的突变温度升高,表明NPAN在酯类基础油中发挥了较好的抗氧化效果。     

长链烷基萘基础油的合成及润滑性能研究

以烷基萘、长链α-烯烃为主要原料烷基化合成几种烷基萘油,测定其流变学性能(运动黏度、倾点及闪点)、摩擦学性能(pB,pD值及磨斑直径)及酸值,并与市售的一种烷基萘油A的性能进行对比。结果表明,合成的烷基萘基础油的流变学性能、承载能力、抗磨性能、热稳定性能等明显优于市售的烷基萘油A,是性能较优良的合成基础油。     

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。     

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。