納米鉬酸鑭鈉的制備及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、潤(rùn)滑油能減少設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能源損耗,降低由于磨損而導(dǎo)致的機(jī)械零件失效,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。潤(rùn)滑油添加劑則是潤(rùn)滑油的精髓,而極壓抗磨劑是其中最重要的一種。它能影響金屬表面的物理、化學(xué)性質(zhì),降低摩擦磨損,增加極壓性能,抑制腐蝕等。稀土元素以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),在潤(rùn)滑油添加劑研究領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。有研究表明含有鑭系元素潤(rùn)滑油添加劑具有良好的抗磨性能,具有很大的應(yīng)用前景。
　　 本文致力于作為潤(rùn)滑油添加劑的鉬酸鑭鈉的

2、合成及其摩擦學(xué)性能的研究工作,運(yùn)用簡(jiǎn)單的制備方法,合成了環(huán)境友好、具有一定的減磨性能的鉬酸鑭鈉,詳細(xì)討論了合成路線,研究了其做潤(rùn)滑油添加劑的摩擦學(xué)性能,討論了抗磨減摩性能作用機(jī)理。以鉬酸鈉(Na2MoO4·2H2O),氯化鑭(LaCl3·7H2O)為原料,并添加聚乙烯醇分散,采用沉淀法輔以超聲分散,制備了鉬酸鑭鈉,并用FT-IR、XRD、SEM對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征和分析。結(jié)果表明,產(chǎn)物的純度高,平均粒徑為50～60nm左右。研究了制

3、備過程中各種實(shí)驗(yàn)因素對(duì)產(chǎn)品的影響,優(yōu)化了制備工藝。結(jié)果表明,分散劑的加入,使微粒的的粒徑更為均勻、細(xì)小,易于分散于基礎(chǔ)油中。以油酸為表面改性劑,探討了油酸、乙醇、水的比例對(duì)改性體系穩(wěn)定性的影響,最終按油酸:乙醇:水=5:8:12配制改性液,獲得修飾的樣品在液體石蠟中分散性良好,放置7天仍無(wú)沉淀。探討了油酸對(duì)鉬酸鑭鈉的修飾機(jī)理,分析認(rèn)為,修飾機(jī)理不是簡(jiǎn)單的物理吸附作用,而是鉬酸鑭鈉表面的羥基與油酸發(fā)生化學(xué)鍵合作用,并伴有電子轉(zhuǎn)移。用FT-

4、IR、XRD、SEM對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征和分析,結(jié)果表明,與修飾前相比,粒徑及形貌沒有顯著的變化,但微粒表面有機(jī)層的存在,使粒徑分布均勻,更易分散于基礎(chǔ)油中。在MRS-10A型四球摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)上測(cè)試了添加表面修飾的鉬酸鑭鈉的油樣的摩擦學(xué)性能,結(jié)果表明,添加劑的加入可以提高基礎(chǔ)油的減磨性能,使磨斑直徑降低18％左右。以SEM分析摩擦面的形貌及元素,與基礎(chǔ)油相比,表面修飾鉬酸鑭鈉的加入使磨痕更為平整,并在摩面上檢測(cè)到了抗磨元素La、Mo的

5、存在,分析正是由于鉬酸鑭鈉的獨(dú)特性質(zhì),使油樣提高了減摩性能。
　　 本文以鉬酸鈉和氯化鑭為原料,配制了表面活性劑(司班80+吐溫80)-環(huán)己烷-正丁醇-鉬酸鈉溶液、表面活性劑(司班80+吐溫80)-環(huán)己烷-正丁醇-氯化鑭溶液的微乳反應(yīng)體系,成功制備了鉬酸鑭鈉微粒?？疾炝薙pan80、Tween80復(fù)配表面活性劑的比例值不同(Span80/Tween80=3/7,Span80/Tween80=3/5)、助表面活性劑的種類(正丁醇,

6、正己醇)、油相的種類(環(huán)己烷、正庚烷)對(duì)微乳區(qū)域的影響。并研究了分別以氯化鑭溶液、鉬酸鈉溶液為分散相的微乳體系的相行為。采用最佳組合(Span80/Tween80=3/5,S/AS=2/1,環(huán)己烷,正丁醇)配制了反應(yīng)物氯化鑭、鉬酸鈉的微乳液,制備得鉬酸鑭鈉并用油酸進(jìn)行了表面修飾。將其添加到液體石蠟中測(cè)試減摩效果,結(jié)果表明,添加0.5wt.％表面修飾的NaLa(MoO4)2,就可以使磨斑直徑(WSD)降低19％,分析認(rèn)為原因在于其微粒能夠