機車輪緣可降解固體潤滑材料的制備與性能研究.pdf

1、本研究論文立足于固體潤滑產(chǎn)品的工業(yè)應(yīng)用，從環(huán)保的角度出發(fā)，采用超聲輔助凝膠溶膠法制備納米二氧化鈦；并對其進行金屬離子摻雜改性，考察其對固體潤滑材料的降解性能，得出最佳改性方案；此外，本文還研究了硬脂酸金屬鹽對固體潤滑材料的降解性能。最終探索性地研制一款既具有良好邊界潤滑性能，同時兼具降解性能的機車輪緣固體潤滑材料。
　　文中納米二氧化鈦的制備，是以無水乙醇為溶劑，冰醋酸為抑制劑，通過有規(guī)律地超聲震蕩輔助，鈦酸正四丁酯發(fā)生水解反應(yīng)，

2、最終形成透明的凝膠。再將凝膠在80℃的溫度下真空干燥5h，得到干燥的凝膠，經(jīng)研磨后在馬弗爐中進行煅燒，最后得到納米二氧化鈦。實驗過程中對原料配比（水：無水乙醇：冰醋酸：鈦酸正四丁酯）設(shè)計正交實驗，以凝膠時間和凝膠透明度為指標(biāo)，對最佳納米二氧化鈦合成配方比進行探索。為了優(yōu)化煅燒技術(shù)條件，本文以XRD、粒徑分析以及甲基橙降解實驗為性能測定和結(jié)構(gòu)表征，探索最佳煅燒工藝。按金屬離子1％（質(zhì)量比）對納米二氧化鈦進行摻雜改性，金屬離子包括Ag+、Z

3、n2+、Cu2+、Mg2+、Fe3+、Ni2+、Sn2+、Ca2+；再按1％（質(zhì)量比）將制備得到的改性納米二氧化鈦作為光催化助劑，添加在固體潤滑材料中；按照國標(biāo)對固體潤滑試樣進行光降解實驗，以試樣斷裂伸長率以及碳基指數(shù)為性能檢測，最終得到最佳改性方案。具體結(jié)論如下：
　　（1）通過正交實驗，得出當(dāng)前驅(qū)物Ti(OC4H9)4用量為1mol時，H2O用量為4mol時，凝膠透明度高均一性好；抑制劑CH3COOH最佳用量為0.5mol；無

4、水CH3CH2OH作為溶劑選擇10mol為最佳用量。
　?。?）TiO2煅燒過程中，升溫速率的降低能大大減小TiO2粒度，升溫速率為2℃/min時粒度為5℃/min時的一半；煅燒溫度決定 TiO2的晶體形狀，500℃-600℃晶型迅速轉(zhuǎn)變?yōu)镽utile TiO2，由于混晶效應(yīng)本文選擇最佳煅燒溫度500℃；TiO2凝膠煅燒時間在2h時得到TiO2降解性能最高。
　?。?）TiO2、FeSt3、CeSt4按1％添加后對比實驗表明

5、，按斷裂伸長率計算固體潤滑材料降解率，添加1％TiO2降解率為16.94％，添加1％FeSt3降解率為6.71％，添加1％CeSt4降解率為7.82％；按羰值計算固體潤滑材料羰值增量，添加1％TiO2羰值增量為15.67％，添加1％FeSt3羰值增量為2.58％，添加1％CeSt4羰值增量為12.13％，添加1％TiO2后固體潤滑材料斷裂拉伸率下降速率最快，其次是1％CeSt4，1％FeSt3對固體潤滑材料斷裂拉伸率下降速率最慢，對固體

6、潤滑材料降解性能強弱為TiO2＞CeSt4＞FeSt3。
　?。?）光降解劑用量在0％-1％內(nèi)取5各點（0％、0.2％、0.4％、0.8％。1％），對光降解劑進行定量分析。隨著TiO2添加量的增加固體潤滑材料在光降解過程中斷裂伸長率下降速度變快，TiO2添加量為1％固體潤滑材料降解率最大為16.94％；FeSt3添加量在0％-0.8％，固體潤滑材料在光降解過程中斷裂伸長率下降亦呈現(xiàn)加快趨勢，而添加量1％與0.8％之間降解率相差不大

7、，前者為6.71％后者為6.69％，選擇FeSt3最佳添加量為0.8％；CeSt4添加量的增加，固體潤滑材料降解率增大，添加量在1％時最佳，降解率為7.82％。
　　（5）Cu2+、Mg2+、Fe3+、Ni2+、Sn2+、Zn2+、Ca2+對TiO2改性后，其降解性能有提高也有降低；Cu2+、Mg2+、Ni2+對TiO2光催化起到抑制的作用，F(xiàn)e3+、Sn2+、Zn2+、Ca2+提高了TiO2光催化作用，其中Zn2+改性最明顯，降