技术应用
烃类硫代磷酸酯精油镉的复合和摩擦学功能研讨
2012-08-11 11:59  点击:86

  在2973cm-1、2879cm-1处强吸收峰,2873cm-1和1380cm-1中等强度峰分别对应Cd(DDP)2分子中甲基的不对称伸缩振动、不对称弯曲振动、对称伸缩振动和对称弯曲振动而产生的吸收;在2935cm-1处强吸收峰和1456cm-1处中等强度峰对应着化合物分子中亚甲基的不对称伸缩振动和弯曲振动而产生的吸收;970cm-1附近的强吸收峰对应着分子中的烷基、氧与碳原子相连的P-O-C键,655cm-1、543cm-1处的弱峰为P=S双键、P-S键的特征吸收峰,此外,在指纹区的750cm-1吸收峰处有一吸收峰,这是4个碳以上的长链特征吸收峰。

  润滑性能测试添加剂的摩擦学性能评价是在MQ-800型四球机(济南试验机厂制造)上进行的。试验钢球为上海钢球厂生产的直径为12.7mm的二级GCr15钢球,硬度为5961HRC.按GB/T12583-90方法测量钢球的平均磨斑直径(WSD)和*大无卡咬负荷(PB值)、烧结负荷(PD值),分别评价润滑油的抗磨性能和极压性能。试验条件:转速1450r/min,室温(约25),长磨时间30min,负荷分别为392N、588N、784N和980N.试验所用基础油为500SN,添加剂为市售二烷基二硫代磷酸复酯胺(T307)和实验室自制的Cd(DDP)2和CdDDP,其结构式为:PROS2-Cd其中R为C4H9或C5H11。

  表面分析CSM-950扫描电子显微镜(SEM),用于观察试验钢球磨斑表面形貌;X射线能谱分析(EDX),用以分析磨斑表面的元素组成和其含量变化。试验前后将钢球用石油醚超声波清洗10min.

  在Cd(DDP)2(仲丁基)添加剂存在的情况下,磨斑直径随负荷的增加而增加,同时在所研究的每一负荷下其磨斑直径都远小于基础油,表明此添加剂的加入可以极大地提高基础油的抗磨性能。当负荷为392N、588N时,其磨斑直径比市售的添加剂T307(一种性能较好的极压抗磨极剂)低,说明此添加剂有优良的抗磨作用,在负荷达到784N时,磨斑直径与市售的T307相当。在同样烷基的情况下,当负荷为392N、588N时,Cd(DDP)2与CdDDP抗磨效果相当,负荷达到588N、784N时,前者的抗磨效果要优于后者,而且其单剂添加量也较小,这可能是由于在高负荷条件下,摩擦表层的磨损速度加快,造成新生表面不断暴露,这就需要活性元素能够迅速与表面金属反应生成化学反应膜,保护新鲜金属表面;从前面给出的分子结构来看,Cd(DDP)2中的活性S、P元素明显高于CdDDP,因此,Cd(DDP)2在瞬间分解产生的活性元素量也就较大,这就加快了化学反应膜的生成速度,从而减缓了表面的摩擦磨损,在高负荷下表现出了突出的抗磨性能。

  可以看出,在Cd(DDP)2(仲丁基)添加剂存在的情况下,PB、PD值比基础油提高了近两倍,表明此添加剂的加入提高了基础油的极压性能。与市售的T307相比,其极压性能相当;但与CdDDP相比,其极压性能优于后者,可能是因为在高负荷条件下,摩擦表层磨损速度加快,新生面不断暴露,而Cd(DDP)2的活性元素S、P含量高于后者。二烷基二硫代磷酸复酯镉的合成及摩擦学性能研究39所以能够迅速反应生成保护膜,从而减缓表面的摩擦磨损,体现出较好的极压性能。

  磨斑表面研究500SN基础油在负荷588N下长磨30min的磨斑Cd(DDP)2在负荷588N下长磨30min的磨斑Cd(DDP)2在负荷784N下长磨30min的磨斑Cd(DDP)2在负荷980N下长磨30min的磨斑和周围沉积物中可以看出,基础油在588N时的磨斑表面不规则,出现了较重的刮伤,有粘着剥离现象,而含添加剂的磨斑与其相比,磨损面积很小,表面非常光滑平整,且没有擦伤,在784N、980N下,其磨斑面积仍然很小,表面也比较光滑平整,磨痕较浅,只有轻微的擦伤,且发现周围有少量沉积物,这可能在高负荷下,表面生成了大量的吸附膜、反应膜和沉积物膜,起到了润滑减摩作用,从而抑制了表面的磨损,增强了其耐负荷性能。

  Cd(DDP)2在不同负荷下磨斑表面各元素的含量从中看出,在588N下,P、Cd含量较高,S含量较低,说明表面上主要以FePO4、FeSO4和Cd化合物起到良好的抗磨减摩作用。在784N下,P、Cd含量减少,S含量增加,可能负荷增大,摩擦产生高温,加速了添加剂的摩擦化学反应,促使活性S原子增多,从而在表面上生成了FeS反应膜,起到了较好的抗磨和耐负荷作用,但由于硫化物的吸附性强于吸附膜和镉沉积物,出现了以上元素的含量变化。

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