[精品]全氟聚醚润滑剂的研究进展

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1、全氟聚醯润滑剂的研究进展全氟聚醸润滑剂的研究进展【摘要】综述了全氟聚瞇润滑剂的制备方法和性能，并分别对全氟聚醸油，全氟聚瞇酯，全氟聚醞薄膜的研究现状和应用前景做了介绍，对未来的发展作了展望。【关键词】全氟聚瞇；润滑剂；摩擦学性能0•前言全氟聚醸（英文名perfluoropolyethers简写PFPE）是一种高分子聚合物，常温下为油状液体。它具有宽温度范围、化学惰性、高的热稳定性和优良的耐磨蚀特性得以在一些苛刻条件下承担起长效润滑的重任[1,2]o对其的研究始于20世纪60年代，并且一直用于军事、航天和核工业等尖端科学领域的润滑剂

2、。本文对全氟聚瞇的合成及摩擦学性能研究现状进行了综述，并作了展望。1•全氟聚瞇润滑剂的制备技术一般PFPE的制备就是利用全氟化单体的聚合作用而制备，根据聚合单体和方法的不同，可以获得K,Y,D,Z四种分子结构不同的PFPE[3]oPFPE的最早制备技术可以追溯到20世纪60年代，美国Dupont公司生产的Krytox和意大利Montefluos的Fomblin产品。Dupont的Krytox产品采用的是全氟环氧化物的阴离子聚合法，以全氟环氧丙烷HFP0为原料，在非质子溶剂中以氟离子为催化剂，可得到含酰氟端基的全氟环氧丙烷齐聚物，最

3、后将齐聚物的活泼酰氟端基稳定化处理。意大利Montefluos公司采用全氟烯坯直接光氧化法，以卩L

4、氟乙烯或六氟丙烯为原料，在低温下与氧一起紫外光照，氧化聚合而得到结构略有不同的聚讎。生产工艺流程为：四氟乙烯或六氟丙烯一光氧化聚合一粗醯蒸憾一碱洗或氟化精制一分馆一后处理一调配一PFPE。目前PFPE的合成生产已经实现了工业化，但市于PFPE的制备技术较为复杂和原材料昂贵，造成了PFPE的产品价格非常昂贵，很大程度上影响了它的应用，因此对PFPE的制备技术进一步优化以及降低其合成成本，以推广其在多个领域内的应用就显的及为重耍，已经有

5、研究人员在探索PFPE的新的合成方法[4],采用TFE和HFE的共聚物来合成，可望在未来能降低其生产成本。2.全氟聚瞇润滑剂的优异性能PFPE由于分了中的氢完全被氟取代，在分子中碳氟键能要远大于碳氢键能，氟原了的范徳华原了半径小，从四周紧密的包围住碳链，使碳链不易受到外界的侵扰，而且氟原子极强的电负性造成了氟碳键的强极性，还有共用电子对偏向于氟原子，使氟原子带多余的负电荷，形成一种负电荷保护层，从而使带负电荷的亲核试剂难以接近碳原子，所以难以发生反应。PFPE具有独特的化学稳定性，与大部分腐蚀性化学试剂如酸、碱、卤素和氧化剂等都不

6、发牛反应，在270〜300°C的范围内无有效催化剂条件下仍很稳定；PFPE有很好的粘温特性和低的凝点，还有非常低的蒸汽压，可以在高真空下使用，并有着优良的抗辐射性能，可以在核工业满足一些特殊工况的要求；PFPE与很多物质相容，如橡胶，塑料，仅在全氟化的有机溶剂中溶解。PFPE具有不可燃性，更适合于高温和苛刻的使用环境中，如被广泛用于航空机械各种元件的润滑上。3.全氟聚醯润滑剂的摩擦学机理全氟聚醯润滑剂最重要的性能就是其摩擦学性能，尤其是在超高低温下，荷载下能表现出优异的边界润滑性能，有人在文献[5]中分别用四球、FALEX、REI

7、CHERT、AMSLER、SRV、TE77等试验机械作了摩擦磨损试验，系统测试了Y系列的全氟聚醸油摩擦学性能,结果显示了在极压负载条件下具有一种优良的润滑性能，而在一般条件下其润滑效果并不比普通坯类润滑剂明显。V.D.Agostino[6]也在研究中发现150°C条件下，PFPE对铁轴承的润滑效果要比矿物油的好,在150°C,PV=0.4MN/ms时,PFPE润滑的铁轴承的寿命超过了150小吋没有毁坏，比MPIF的规定长出了5到6倍。这也说明了PFPE在苛刻条件下具有的边界润滑性能。全氟聚醯润滑剂的良好的抗磨减磨作用得益于其具有较

8、好的成膜能力，Cavdar.[7]认为，PFPE润滑剂会在钢表面形成双层膜，为一层无机膜，由90%的氟化物和10%的氧化物组成，一层有机膜，由于有机膜属于弹流膜，可以减小摩擦副间微凸体的直接接触机会，从而减小了摩擦力和磨损，Mori.[8]等人也发现在钢表面的磨痕上覆盖了两层膜，氟化物膜属于边界润滑膜，可以减小摩擦副间的摩擦系数。4.全氟聚醯的研究现状4.1全氟聚瞇润滑油全氟聚醴润滑油最大的特点就是其具有良好的摩擦学性能，目前对全氟聚醴润滑油的研究是对其性能的进一步改善，已经集中在抗腐蚀，抗氧化性的进一步提高。由于全氟聚瞇油在高温

9、下会发生热裂解，形成氧口由基并发生连锁反应，同时还存在金属催化裂解，生成腐蚀性产物，从而导致全氟聚瞇油的消耗和金属的腐蚀［8］。为了进一步改进全氟聚醴油在高温下对金属的防腐蚀性，往往是加入防锈防腐添加剂，如聚三氟氯乙烯油、全氟烷基二磷朵-对称-三嗪