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。     

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。     

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。     

有机酯类合成润滑油水解安定性的研究

研究了抗磨剂、抗氧剂和防腐剂对酯类油水解安定性的影响,发现有机胺类化合物能提高酯类油的水解安定性。     

酯类油对PAO基础油黏温性能的影响

为提高PAO(聚α-烯烃)对极性添加剂的感受性,改善PAO对橡胶密封件的相容性,通常在PAO基础油中加入少量的酯类油。研究PAO 2c与少量酯类油(邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和癸二酸二异辛酯(DIOS))的混合油样的高低温黏度变化规律。结果表明,高温条件下,PAO 2c与酯类混合油样稳定,没有出现相分离;低温条件下,DBP与PAO 2c混合油样出现分层现象,为确保混合基础油的低温性能,邻苯二甲酸二丁酯的质量分数宜分别控制在20%以内。这对调制低温性能优良、橡胶相容性好的润滑油有指导意义。     

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。     

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。     

硅油与酯类油混合基础油黏温性能的研究

研究3种硅油与癸二酸二异辛酯混合基础油的黏温性能,发现在一定比例范围内硅油与酯类油的混合基础油,其低温运动黏度比硅油与酯类油的低温运动黏度都要小.因此,硅油与酯类油能够相互作为低温降黏剂使用.这对调制低温性能优异的润滑油具有指导作用.     

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。     

合成基础油的性能与应用

综述了聚醚、合成烃、酯类油、磷酸酯、硅油及氟油等合成基础油的性能及其应用情况。     

黏度指数改进剂对基础油性能的影响

用凝胶色谱测定乙丙共聚物(OCP)和氢化苯乙烯异戊二烯(SDC)黏度指数改进剂的分子量和分散度,用运动黏度测定法、高温高剪切表观黏度测定法测定OCP和SDC在4类基础油中的运动黏度和高温高剪切表观黏度,用柴油喷嘴测定法测定其100℃下的剪切稳定性,用冷启动模拟机法测定其-15℃与-20℃的低温动力黏度。结果表明:SDC分子量小于OCP,但分散度大于OCP,在相同基础油中其黏温性能、剪切稳定性优于OCP类;在4类基础油中,OCP和SDC的黏温特性表现为Ⅳ类Ⅲ类Ⅰ类,稠化特性表现为Ⅳ类Ⅰ类Ⅲ类Ⅱ类,剪切稳定性表现为Ⅳ类Ⅲ类Ⅱ类Ⅰ类;OCP和SDC稠化油的-15℃以及-20℃的低温动力黏度与基础油相当。     

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。     

基础油对锂基脂安定性的影响

为研究基础油对锂基脂安定性能的影响。在相同酸碱比例、皂份和相同工艺等条件下,采用12-羟基硬脂酸体系稠化相同黏度不同组分的基础油,制备系列通用锂基润滑脂,分析基础油黏度指数、苯胺点和饱和烃含量对锂基润滑脂安定性能的影响。结果表明:随基础油黏度指数、苯胺点和饱和烃含量的升高,锂基脂工作锥入度、抗水喷雾和压力分油增大,而十万次剪切差值和蒸发量减小;基础油黏度指数、苯胺点和饱和烃含量三者与锂基脂安定性能呈现正相关性,与锂皂的溶解性呈现负相关性。     

基础油黏度对锂基脂和聚脲脂流变特性的影响

利用旋转流变仪测试锂基润滑脂和聚脲润滑脂在不同温度和基础油黏度下的流变特性,观察润滑脂的微观结构并计算润滑脂的平台模量,探讨基础油黏度和温度对润滑脂流变特性的影响机理,结果表明：平台模量在一定程度上可以表征同种润滑脂稠化剂纤维的纠缠程度;锂基脂稠化剂纤维纠缠程度、表观黏度、剪切应力和黏弹性随基础油黏度的增大先增大后减小;聚脲润滑脂稠化剂纤维的纠缠程度、表观黏度、剪切应力和黏弹性随基础油黏度的增大而增大;润滑脂的平台模量、表观黏度、剪切应力和黏弹性随着温度的升高而降低。     

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。     

不同分散剂修饰的纳米铋粉在基础油中分散稳定性研究

研究了油酸(OA)、硬脂酸(SA)和12-羟基硬脂酸(HSA)3种分散剂修饰的纳米铋粉在基础油500SN中的悬浮稳定性能.利用酸碱滴定、红外光谱测量和表征了3种分散剂在粉体表面的吸附量及吸附状态.研究结果表明:油酸及硬脂酸对粉体表面的修饰作用主要为化学吸附,12-羟基硬脂酸主要为物理吸附;悬浮液的分散稳定性能随着分散剂在粉体表面吸附量的增多而增强,12-羟基硬脂酸在纳米铋粉表面吸附量最大,其悬浮稳定性能最好,其次为硬脂酸,最后为油酸.     

基础油与添加剂对电动汽车传动液铜腐蚀性能的影响

纯电动汽车油冷电机主要采用传动液进行冷却,传动液与含铜线圈或铜合金的电气元件不可避免会产生接触,因此基础油与添加剂等组分铜腐蚀性是传动液的关键性能之一。考察长时(168 h)与高温(150℃)条件下不同基础油与添加剂对电动汽车传动液铜片腐蚀性的影响,采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对试验后油溶性铜以及铜片表面形貌及组成进行分析。结果表明：基础油对铜片产生的腐蚀性较小,添加剂对铜片的腐蚀性主要受添加剂类型与化学结构影响;含硼分散剂、含磷和硫抗磨添加剂中的活性化学元素如硼、磷和硫等在高温和长时条件下容易对铜片表面造成腐蚀。     

加氢异构基础油的氧化安定性研究

选用几种加氢异构化的基础油作为试验原料,采用核磁共振波谱法分析其烃类结构组成;利用加压差示扫描量热法(PDSC)研究基础油的异构化程度与氧化安定性的关系,考察异构化基础油对抗氧剂的感受性。结果表明,异构化程度高的基础油氧化安定性较好,对抗氧剂的感受性也较好。     

两种合成航空润滑基础油高温氧化衰变机理研究

为研究航空润滑油的热氧化安定性,模拟聚α-烯烃(PAO)和酯类油(DE)两种合成航空润滑基础油在发动机内的高温工况,借助傅里叶红外光谱(FTIR)、气相色谱/质谱(GC/MS)联用等仪器对反应油样的黏度和结构组成进行测试与分析.结果表明,PAO具有较差的热氧化安定性能,在200℃时就发生分解,而DE的分解温度可达到300℃.在两种航空润滑基础油的高温衰变中,均有不同的产物生成.PAO衰变产物主要包括烷烃和烯烃,而DE的衰变产物主要是含氧化合物.最后,根据实验结果分析了航空润滑基础油的高温衰变机理.     

碳酸二月桂酯基础油的合成、表征及其润滑性能研究

以碳酸二甲酯（DMC）和月桂醇（C12 H25 OH）为原料,甲醇钠为催化剂,采用两步法高效制备碳酸二月桂酯（DDC）。采用红外光谱、质谱、氢谱及碳谱对反应产物结构进行表征,考察反应条件对产物的影响。结果表明,优化条件下,产品收率达89％以上,在100和40℃时的运动黏度分别为3．43和11．77 mm2／s,黏度指数为184,适合作为高黏度指数润滑剂基础油;与传统酯类油癸二酸二异辛酯相比,其具有更加优异的极压抗磨性。