新型水溶性防銹抗磨多功能添加劑的研究.pdf

1、現(xiàn)代水基潤(rùn)滑劑研究的關(guān)鍵是無(wú)毒、環(huán)境友好、高效的多功能水溶性添加劑的研制。為了滿足現(xiàn)代加工水平和綠色制造的要求，本工作主要從事抗磨和防銹的多功能水基添加劑的研究。 由于羧酸及衍生物的來(lái)源廣泛，有的羧酸又有一定的抗磨或防銹性能，所以本文首先對(duì)不同結(jié)構(gòu)和鏈長(zhǎng)的有機(jī)羧酸及衍生物醇胺鹽的防銹性能和抗磨、減摩性能進(jìn)行系統(tǒng)考察研究。發(fā)現(xiàn)隨著烷基碳鏈的增長(zhǎng)、極性基團(tuán)的增多(增強(qiáng))水溶性羧酸醇胺鹽的防銹性能變好，二元酸醇胺鹽的防銹性能比相同鏈長(zhǎng)

2、一元酸好，而一元酸的醇胺鹽比相同鏈長(zhǎng)的二元酸醇胺鹽有更好的抗磨和減摩性能。將性能優(yōu)異的醇胺鹽型抗磨和防銹劑復(fù)配，研制得到SDCF-l。SDCF-1可作為適用于一般水質(zhì)的切削和磨削液，已獲得性能優(yōu)良的實(shí)用效果。 鑒于適用于特殊工況條件(抗高硬水)的水基潤(rùn)滑添加劑的缺乏，為了得到抗硬水的高效水溶性抗磨和防銹添加劑，通過(guò)對(duì)有機(jī)羧酸及衍生物醇胺鹽的構(gòu)效研究，進(jìn)行新型水基添加劑分子設(shè)計(jì)，合成一系列N-?；被嵫苌?氨基酸有：脯氨酸，苯

3、丙氨酸，谷氨酸，天門(mén)冬氨酸，肌氨酸，甲硫氨酸(蛋氨酸)，半胱氨酸)，并對(duì)N-?；被岽及符}的抗硬水能力、防銹性能和潤(rùn)滑性能進(jìn)行考察。發(fā)現(xiàn)N-酰基氨基酸衍生物都有一定的防銹和潤(rùn)滑性能；而且N-辛酰谷氨酸，N-辛酰天門(mén)冬氨酸和N-月桂?；“彼岬扔袃?yōu)良的抗硬水能力(能抗2000ppm硬水)和熱穩(wěn)定性，并進(jìn)行了絡(luò)合機(jī)理的探討。發(fā)現(xiàn)含有兩個(gè)羧基的N-辛酰基的氨基酸衍生物如N-辛酰谷氨酸和N-辛酰天門(mén)冬氨酸三乙醇胺的防銹性能最好；N-油酰谷氨酸

4、三乙醇胺鹽表現(xiàn)出較好的摩擦學(xué)特性(15mmol/LN-油酰谷氨酸三乙醇胺鹽的磨斑直徑D10”519N為0.36mm，摩擦系數(shù)μ為0.090)。研究發(fā)現(xiàn)含硫的N-長(zhǎng)碳鏈?；被嵊泻芡怀龅目鼓?、減摩性能和優(yōu)良的承載能力。當(dāng)N-月桂酰半光氨酸三乙醇胺為0.6％時(shí)，水溶液的PB值最高達(dá)980N，磨斑直徑(D10”519N)是0.31mm，摩擦系數(shù)(μ)為0.039。在磨削應(yīng)用試驗(yàn)中，加工工件呈現(xiàn)出優(yōu)異的光潔度(45＃碳鋼Ra=0.4um)。研

5、究還發(fā)現(xiàn)：N-辛酰谷氨酸三乙醇胺鹽和鈣離子的絡(luò)合比為2∶1。N-長(zhǎng)碳鏈?；被岽及符}具有較好的抗菌性，性能穩(wěn)定，不易腐敗。所以N-?；被嵫苌锸且活?lèi)新型的性能優(yōu)良的水基潤(rùn)滑、防銹多功能添加劑。由于分子中含有與蛋白質(zhì)相似的酰胺鍵，易于生物降解和安全性好，所以N-?；被嵫苌锸黔h(huán)境友好的水基添加劑。選用本章合成的多功能添加劑，研制了抗高硬水的液壓支架液SDHP-1。 采用極化曲線和電化學(xué)阻抗技術(shù)以及Auger能譜對(duì)新型的多

6、功能N-?；被崛掖及诽砑觿┑姆冷P機(jī)理進(jìn)行了探討。經(jīng)極化曲線的研究發(fā)現(xiàn)，N-?；被崛掖及肥且环N以抑制陰陽(yáng)極，但以抑制陽(yáng)極為主的陽(yáng)極型緩蝕劑。N-?；被崛掖及范季哂休^好的防銹性能是因?yàn)椋篘-酰基氨基酸很容易吸附在電極鐵的表面形成吸附層，此吸附層阻礙鐵失去電子形成Fe2+離子，同時(shí)也阻礙了水中的H+離子或溶解于水中的氧獲得電子成為H2放出或形成OH-，使電極表面處于鈍化狀態(tài)，防止了金屬的腐蝕。 經(jīng)電化學(xué)阻抗研究發(fā)現(xiàn)，

7、N-?；被崛掖及匪芤旱淖杩棺V在高頻段都有一個(gè)不規(guī)則的容抗弧。由于N-?；被崛掖及吩陔姌O表面的吸附和在水中分子間的相互作用，使電極/溶液界面層的厚度增加，導(dǎo)致腐蝕電極的界面電容減小。膜電容值小，表明膜的質(zhì)量好，金屬離子化時(shí)受到的阻力大，阻止了金屬的腐蝕。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：N-辛酰氨基酸醇胺鹽的防銹能力最好，與濕熱法的結(jié)果完全一致。 采用AES和XPS能譜分析了磨斑表面元素組成，探討了N-?；被崛掖及纺Σ粱瘜W(xué)反應(yīng)機(jī)理。