摘要
人类日常生活产生大量餐饮废油,若处置不当会严重污染环境。餐饮废油作为一种可回收利用的资源,其主要成分植物油具有良好的润滑性和生物降解性,可通过化学手段将其作为原料制备润滑油添加剂。为便于研究,采用大豆油作为餐饮废油的模型化合物,通过碱水解、酰胺化、酯化三步制备含氮硼酸酯抗磨剂,考察其摩擦学性能和复配效果;再将制备的抗磨剂与商品添加剂进行调配应用到抗磨液压油中,使用模糊数学综合评价法探究添加剂的优化配方。 通过两步法将大豆油进行碱水解制备脂肪酸,再通过酰胺化、酯化先后引入N、B原子形成N-B配位键,制备脂肪酸二异丙醇胺硼酸酯(Fatty Acid Diisopropanolamine Borate,简记为FADB)。设计单因素实验探究反应的优化条件,得到大豆油水解率97.94%,脂肪酸转化率90.69%,FADB收率83.21%,采用红外光谱证明目标产物的结构。FADB性能测定:玻璃瓶法测水解稳定性;高压差示扫描量热法测氧化安定性;参照GB/T5096测铜腐蚀性。 摩擦学实验发现,FADB在不同基础油中的油溶性和感受性不同,能在不同程度上影响其摩擦学性能。考察不同添加量下FADB在不同基础油(150SN、150N、6号油)中的摩擦学性能,发现其在150SN和150N中具有较好的抗磨性能,对150SN、150N和6号油的极压性能都有不同程度的提升,得到适合FADB的基础油为150SN,最佳添加量2%,使150SN的磨斑直径降低39.61%,最大无卡咬负荷提高47.31%,明显提高基础油的极压抗磨性能。 FADB与极压抗磨剂的复配。选择极压性能优异的硫化异丁烯(商品牌号T321)、硫磷酸含氮衍生物(商品牌号T305)与FADB复配,得到FADB与T321的最佳复配比3∶2,磨斑直径0.480mm,最大无卡咬负荷862N,FADB与T305极压抗磨性能复配比为1∶4与1∶1,磨斑直径0.48mm,最大无卡咬负荷1323N,结果表明FADB与T305、T321复配后在极压抗磨性能方面具有良好的协同效应,FADB能够在降低润滑油中S、P含量和灰分的同时,提供良好的极压抗磨性能。 FADB在抗磨液压油中的应用。选择150SN作为基础油,二异辛基二硫代磷酸锌盐(商品牌号T203)为主剂,2,6-二叔丁基混合酚(商品牌号T502A)为抗氧剂,制备的含氮硼酸酯(FADB)为抗磨剂,低碱值合成磺酸钙(商品牌号T104)为防锈剂,通过模糊数学综合评价法处理实验结果,得到抗磨液压油添加剂的优化配方:0.52%的T203,0.24%的T502A,0.12%的FADB,0.12%的T104,测定优化配方下的油品性能,均满足抗磨液压油要求。