新型环保润滑油配方的研制1

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1、新型环保润滑油配方的研制。顾彩香，顾卓明，范少卿(上海海事大学商船学院，上海200135)摘要：研制了一种新型环保润滑油。该润滑油由表面活性剂、促进剂、纳米粒子、500SN基础油组成，具有极压性能高、抗磨减摩性能好、保护环境、制作简单等特点。其活性剂与促进剂的配方为：(吐温一60：司本一20：司本一80一2：1：1)：聚醚一4：3；纳米粒子配方为：W(Cu)：w(CaC03)一1；1，w(Cu+CaC03)％一0．6％。关键词：保护环境；活性剂；促进剂；纳米粒子；润滑油；抗磨减摩中图分类号：TG502．16文献标识码：A文章编号：1001—2354(2007)01一0051—04所谓环

2、保型润滑剂是指润滑剂必须满足对象的工况要求，即其使用性能；润滑油及其耗损产物对生态环境不造成危害，或在一定程度上为环境所容许，即其生态效应[1]。发明具有良好抗磨损性能、高承载能力，以及对磨损表面具有一定修复功能，对环境无污染或少污染的润滑剂，是化学和材料科学及摩擦学的重要课题之一。顾彩香等口1曾研制了具有良好抗磨减摩效果的纳米碳酸钙润滑油，也获得了环境友好的具有比单一纳米粒子更好的抗磨减摩性能的纳米碳酸钙和稀土复合粒子润滑油[3]和纳米铁与稀土复合粒子润滑油[4]。上述研制的复合纳米粒子润滑油已申请了专利。该研究将纳米铜与纳米碳酸钙粒子复合加入润滑油中，进一步研究不同材料纳米粒子作为

3、润滑油添加荆复合加入润滑油的效果，这对于扩大纳米粒子用作润滑油添加剂的应用范围及深入认识纳米粒子作为润滑油添加剂的机理有重要理论与实际意义。1试验内容1．1纳米粒子的选用与测定作为环保型润滑油添加剂的纳米粒子选用时应考虑：(1)对环境的友好性；(2)在润滑油中的稳定性；(3)在摩擦副表面的摩擦学性能；(4)与润滑油的相容性与摩擦过程的协同效应。铜是绿色金属。纳米铜属于超细金属粉末，粒子外观为球型，以适当的方式分散于各种润滑油中，从而形成一种均匀稳定的悬浮液。在每升油中可含有数十亿纳米铜粒子，与固体表面相结合可形成一个超光滑的保护层，可大幅降低表面的摩擦和磨损。纳米铜作为超细金属粉末，加

4、入润滑油中不改变油的流动性，如果两个接触面未完全被油膜分开，表面不平处可被纳米铜粒子填充，起到边界润滑的作用。纳米铜附着金属表面可修复所有表面损伤部位，经长时间运行后形成牢固附着膜，即使更换新的润滑油，该膜仍然牢固附着在表面上，防止磨损。碳酸钙可以作为金属清净剂，能够在金属表面发生吸附，溶解极性物质及固体污染物质，并将它们有效地分散在润滑油中，以清洁发动机的机件。而纳米碳酸钙粒子可以在摩擦表面形成含有碳酸钙和由其分解而成的氧化钙的保护膜，从而表现出较好的摩擦学性能。碳酸钙的PH值为10，可用做碱性保持基团，有效地中和船用发动机的燃油在使用过程中所生成的硫酸、有机酸等酸性物质，从而防止沉

5、积物的形成及锈蚀现象的出现。该环保型润滑添加剂的纳米粒子是由河南焦作伴侣纳米新材料有限公司提供的纳米铜和上海卓越新材料有限公司提供的纳米碳酸钙粒子构成。由于纳米粒子的结构、形貌和粒径大小对在润滑油中添加后的使甩效果至关重要，因此该研究采用日立H一600透射电子显微镜观察其表征形貌和测定粒径大小。研究中首先将纳米铜和纳米碳酸钙制成悬浮液并滴在带碳膜的铜网上，待悬浮液中的载液(例如乙醇)挥发后，放入样品台，尽量多拍摄有代表性的数码电镜像，然后在每张照片中随机选取并测量50颗纳米粒子粒径，由公式(1)[5]计算得出平均直径：西一紫式中：Σ啦——选取的被测纳米粒子群中的粒子数，在该研究中，Σ啦

6、一50；Σn∞；——被测纳米粒子的全部纳米粒子粒径的总和。1．2表面活性剂及促进剂的选择表面活性剂是指以极少的添加量即能急剧降低表面张力并具有分散粒子电荷能力的物质[63；促进剂的作用是使体系变得稳定"]。该研究中采用的表面活性剂为非离子型表面活性剂：吐温(Tween)一60、司本(Span)一20、司本(Span)一80；促进剂为非离子型的聚醚(聚氧乙烯十二烷基醚)。HLB值分别为14．9，8．6和4．3及9．5。分子结构通式为：H(OCH2CH2)再“H—cH——O(CH2CH20)cHRC00CH—H—CHCH、O／H(ocH2CH2kO吐温分子结构通式}收稿日期：2006一05

7、—31；修订日期：2006一09一07基金项目：上海市教委科研资助项目(06F2008)；上海市教委科技发展基金资助项目(05Fz31)；上海市重点学科建设资助项目(T0601)；上海海事大学重点学科建设资助项目(xL0103)作者笱介：顾彩香(1964一)，女，上海人，硕士，上海海事大学副教授，主要研究方向：材料科学、摩擦学。万方数据52机械设计第24卷第1期R——C——)—CH2—￡H——CHCH＼O／OH司本分子结构通式CH·HotcH2