碳納米管-納米銅復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑的制備及性能研究.pdf

1、納米粒子處于原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域,具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng),使其在結(jié)構(gòu)、光電、磁學(xué)和化學(xué)性質(zhì)等方面表現(xiàn)出特異性。大量研究表明,納米粒子添加到潤(rùn)滑油中,可以提高潤(rùn)滑油的極壓性能。納米粒子潤(rùn)滑油添加劑的制備及納米粒子在潤(rùn)滑油中穩(wěn)定的分散是潤(rùn)滑油能夠得到實(shí)際應(yīng)用的前提。
　　 本文介紹了本課題選用作為潤(rùn)滑油添加劑的納米銅和碳納米管的特性、制備及應(yīng)用,并對(duì)納米粒子潤(rùn)滑油添加劑的發(fā)展現(xiàn)狀作了綜述和

2、討論。
　　 本文以自制甲酸銅為原料,在潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的保護(hù)下,采用熱分解方法成功制備出用作潤(rùn)滑油添加劑的納米銅粉。本文還通過正交試驗(yàn)法研究了Cu2+的初始濃度、球磨時(shí)間、熱分解溫度以及攪拌速度對(duì)銅粉粒徑的影響,并用XRD和TEM對(duì)納米銅粉進(jìn)行了粒徑計(jì)算和形貌觀察。測(cè)試結(jié)果表明:當(dāng)制備工藝參數(shù)Cu2+的初始濃度0.33mol/L、球磨時(shí)間12h、熱分解溫度200℃、攪拌速度30 rad/min時(shí),納米銅顆粒粒徑分布均勻,呈球形,表

3、面未氧化,平均粒徑為42nm。
　　 本文在納米銅潤(rùn)滑油添加劑制備的基礎(chǔ)上,將改性后的碳納米管與甲酸銅混合球磨,在200℃下熱解得到碳納米管/納米銅復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑。首先,對(duì)碳納米管的表面改性進(jìn)行了研究,采用混酸回流與超聲波振蕩處理相結(jié)合的方法對(duì)碳納米管進(jìn)行純化處理,并在此基礎(chǔ)上通過酯化反應(yīng)對(duì)碳納米管表面進(jìn)行功能化改性處理。由透射電鏡檢測(cè)結(jié)果可知,純化處理后的碳納米管的純度得到了明顯的提高。由紅外檢測(cè)結(jié)果分析可知,經(jīng)過純化處理后

4、碳納米管表面含有大量羧基和羥基官能團(tuán)；酯化改性處理后的碳納米管表面成功的接入了酯基長(zhǎng)鏈烷烴分子基團(tuán)。其次,對(duì)碳納米管/納米銅復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑進(jìn)行XRD、SEM測(cè)試和靜置觀察,測(cè)試和觀察結(jié)果均表明,碳納米管/納米銅復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑的分散穩(wěn)定性明顯優(yōu)于納米銅潤(rùn)滑油添加劑的分散穩(wěn)定性。
　　 本文采用四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)添加了納米銅潤(rùn)滑油添加劑和碳納米管/納米銅復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑的甲基硅油進(jìn)行了極壓性能的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,添加了納米銅