16；修改稿收到日期：200-剂及添加剂的研究工作。
基金项目：教育部“新世纪优秀人才支持计划”（NCEl-0- 2.fe实验所用主要试剂enlWh生化试剂，上ublishimM.自避学基擂275147）资助％/?.巍1前言随着摩擦学与润滑科学的发展以及人类环保意识的不断增强，现代润滑技术已从以往只关注使用效能走向同时关注使用与生态双重效能的润滑新理念，对润滑油提出了更新、更高的要求。发展环境友好润滑剂已成为全球性的共识。环境友好润滑剂要求添加剂低毒性、低污染、可生物降解，这些因素在传统油品添加剂的分子设计中考虑得较少。研究结果表明，多数传统油品添加剂对基础油降解过程中的活性微生物或酶有危害作用，从而降低基础油的生物降解率，所以研制对环境友好的润滑油添加剂意义重大，而目前国内外在环境友好添加剂方面的研究还不够深入。随着科学技术的发展，氨基酸类表面活性剂的应用领域在不断扩大，新型氨基酸类表面活性剂也相继问世。N-酰基氨基酸是以脂肪酸和氨基酸为原料合成的一种阴离子氨基酸型表面活性剂，由于其具有低刺激性、低毒性、柔和性及生物降解性，广泛用于生活日用品及丝绸染整、矿物浮选等领域，近年来在农业、生物制品和药物等领域的应用也得到发展。而N-酰基氨基酸作为润滑油添加剂的研究报道甚少。本课题以生物体的构成组分氨基酸和易降解的长碳链脂肪酸为原料制备了豕月桂酰基丙氨酸，并对其生物降解性能、摩擦磨损性能以及防锈性能进行考察，研究N-月桂酰基丙氨酸作为新型环境友好润滑油添加剂的可行性。
2添加剂的合成及表征2.1添加剂的合成海康达氨基酸厂生产；月桂酸，化学纯，中国医药（集团）上海化学试剂公司生产；二氯亚砜，分析纯，成都科龙试剂厂生产；氢氧化钠，分析纯，重庆北倍化学试剂厂生产；四氢呋喃，分析纯，成都市联合化工试剂研究所生产；盐酸，分析纯，国营重庆无机化学试剂厂生产；石油醚，分析纯，天津市大茂化学试剂厂生产。
2.1.2月桂酰氯的合成将月桂酸和二氯亚砜以摩尔比1：1.5的比例混合置于装有回流冷凝器的干燥三口烧瓶中，加热回流4h.蒸去过量的二氯亚砜，减压蒸馏，得月桂酰氯，收率约为95. 7%.反应式为：2.1.3N-月桂酰基丙氨酸的合成将月桂酰氯与丙氨酸在碱性溶液中反应，反应液的pH值控制在8~10，反应温度15~20°C，反应时间4~5h.反应结束后，静置冷却，反应液用盐酸溶液酸化至pH值为1~ 2.反应液中出现白色沉淀，过滤后，分别用水和石油醚洗涤、干燥，得到白色粉状固体，即N-月桂酰基丙氨酸，收率约为80. 6%.反应方程式为：测定方法，该方法是以生物降解指数"相同。条Pub验机，14342方法评价润滑油的承载能力et 2.2添加剂的表征采用英国PE-1725X傅立叶红外光谱仪分析产物的结构。为N-月桂酰基丙氨酸的红外光谱。从可以看出，位于1羧基中的一C一O伸缩振动吸收峰；位于1 1处的峰为N?H弯曲振动与C一N伸缩振动叠合吸收峰；位于720.88cm-1处的峰为一（CH2）n? 4）平面摇摆吸收峰；位于1645.7cm-1处的峰为酰胺C=O的伸缩振动吸收峰；位于2 850.2cm-1和2919.0cm-1处的吸收峰为C?H的伸缩振动吸收峰；位于3315.3cm-1处的峰为酰胺的N?H伸缩振动吸收峰，说明分子中有月桂酰基存在。
N-月桂酰基丙氨酸的红外光谱3生物降解性能测定润滑剂生物降解性表示润滑剂受生物作用分解化合物的能力。润滑剂在生物降解过程中常伴随着与降解有关的现象，如：物质损失、生成水（H2O）和二氧化碳（CO2）、耗氧（O2）、能量释放（产生热量）和微生物量的增加，生物降解性试验方法就是基于这些现象之上的。通过测定生物降解过程中产生的各种现象，并使之量化，来衡量生物降解性能，表示生物降解性*合适的方法是物质损失和新物质产生，生物降解性试验方法绝大多数是建立在测量物质损失和新物质产生这个基础之上的。本研究采用介绍的生物降解性快速件下受试物降解生成的CO2量与油酸基准物降解生成的CO2量之比）为降解指标，其值越大，生物降解性越好，该方法与CEC方法具有较好的相关性。
经过8天实验周期后，分别测定HVI350矿物油和HVI350矿物油+ 1%N-月桂酰基丙氨酸添加剂润滑油的生物降解性，结果表明，在HVI350矿物油中加入1%的N-月桂酰基丙氨酸添加剂后，生物降解指数由原来的21. 4%提高到72.4%，生物降解性得到显著提高。
烃类的降解过程是通过降解菌末端氧化生成脂肪醇和脂肪酸，再通过1-氧化形成酰基辅酶A，直至*终被降解。降解过程中，烃类化合物的憎水性是微生物进行代谢、降解的主要障碍，因为烃基质必须通过外层亲水细胞壁（膜）才能进入细胞内而被位于细胞质膜中的烃降解酶所代谢。表面活性剂的少量加入能显著降低溶剂表（界）面张力，促使烃类乳化并被动扩散进入细胞内，从而被降解。
然而为了避免二次污染，表面活性剂的毒性和它潜在的降解产物是选择能否用于作为环境修复表面活性剂的*主要的标准之一。以氨基酸和脂肪酸为原料制备的氨基酸型表面活性剂是一种类蛋白质的温和表面活性剂。它除了具有表面活性剂的乳化、洗涤、分散、渗透、增溶和溶解等基本性能外，还具有温和性、安全性、良好生物降解性和对人体较好的亲合性等特性。氨基酸参与蛋白质合成及各种代谢过程，是维持正常生命活动的重要物质，是构成生命物质的*基本单位；脂肪酸也是生物体内不可缺少的物质。因此N-月桂酰基丙氨酸及其降解产物具有较好的生物安全性，并且由于该添加剂含有与蛋白质相似的酰胺键，易于被微生物降解利用，同时为微生物降解HVI350矿物油提供了养分，促进了微生物的生长，从而提高了难降解基础油的生物降解性能。
4摩擦磨损性能4.1承载能力和烧结负荷（Pb值）及烧结负荷（Pd值）。试验条件为：转速1450r/min，室温（约20°C）；所用钢球为重庆钢球厂生产的直径12.7mm的二级GCrl5钢球，硬度HRC为59~61.将所合成的N-月桂酰基丙氨酸添加剂按质量分数为0.5%，1.0%，1.5%，2.0%的添加量分别加入到HVI350矿物油中，在四球试验机上测定Pb和Pd值，结果见和。由和可见，在HVI350矿物油中加入0. 5%的N-月桂酰基丙氨酸添加剂后，PB值由基础油的470N提高至510N，并且添加剂的添加量增大后，Pb值不再随之变化，保持在约510N；当添加剂的添加量为0.5%~1.0%时，Pd值基本无变化，维持与基础油相当的水平，当添加量至1.5%后，HVI350矿物油的Pd值由原来的1236N提高至1569N.可见，N月桂酰基丙氨酸添加剂以适当的比例加入到HVI350基础油中，可在一定程度上提高HVI350矿物油的承载能力和抗烧结负荷。
2抗磨减摩性能采用济南宏试金试验仪器有限公司制造的VI350矿物油以及加入0. 5%和1.0%的N-月桂MMW-1P型双显式立式摩擦磨损试验机进行长磨5抗腐蚀性能试验试验时间|荷为39碟伽测定Publishing抗腐蚀性能采晷092铜片腐如酰基丙氨酸添加剂的润滑油长期磨损值（WSD）及摩擦系数的变化，结果见和。由和可以看出，HVI350基础油在392N负荷下，长磨30min后的磨斑直径为0. 65mm，摩擦系数在30min内随时间的变化曲线波动较大，且随时间的增长摩擦系数有增大的趋势，由开始的0.096增大到0.116.而加入N-月桂酰基丙氨酸添加剂后，摩擦系数和钢球的磨斑直径都明显降低，当N月桂酰基丙氨酸添加剂的添加量为0. 5%时，在同样条件下的磨斑直径（WSD）减小到0.47mm，摩擦系数也明显降低，且随时间的变化较为稳定，维持在0.075~0.085，表现出较好的抗磨减摩效果。因此，N-月桂酰基丙氨酸的加入能够在一定程度上改善HVI350基础油的摩擦性能。N-月桂酰基丙氨酸具有抗磨减摩性能的原因可能是由于添加剂分子中的一COOH、一CONH?等极性基团吸附在钢球表面，长链疏水性的烃基在金属表面形成致密的保护膜，在低载荷下起到减摩作用；在较高载荷条件下，添加剂与金属表面发生化学反应生成高强度的具有抗磨作用的摩擦化学反应膜。
蚀试验法。将一块已磨光好的铜片浸没在一定量的试样中，并按产品标准要求加热到指定温度，保持一定时间。待试验周期结束时，取出铜片，经过洗涤后与腐蚀标准色板进行比较，确定腐蚀级别。将N-月桂酰基丙氨酸添加剂以1.0%的添加量添加到HVI350基础油中，测定油品抗腐蚀级别，结果表明，加入添加剂后的试样抗腐蚀级别由原来的lb级提高至1a级，表明所合成的N-月桂酰基丙氨酸添加剂具有良好的抗腐蚀性能。
6防锈性试验350矿物油中加入1.0%的N-月桂酰基丙氨酸添加剂，按照GB6144?85方法，在（35±1）°C的恒温湿热箱中用单片一级灰口铸铁考察其防锈性能。研究结果表明，HVI350矿物油在潮湿箱中的防锈时间小于6h，而在HVI350矿物油中添加1.0%N-月桂酰基丙氨酸添加剂后，防锈时间超过剂分子中的极性基团（COOH?，一CONH）与金属表面产生吸附，而疏水性的烃基在金属表面形成保护膜层，防止空气中的2、水分及酸性物质侵蚀金属表面，从而产生防锈的效果。
7结论采用月桂酰氯和丙氨酸在碱性溶液中反应制备了一种新型添加剂N-月桂酰基丙氨酸。所合成的添加剂加入到HVI350矿物基础油中，能够提高润滑油的生物降解性能，提高其承载能力和抗烧结负荷，并表现出较好的抗磨和减摩性能。N-月桂酰基丙氨酸添加剂具有良好的抗腐蚀性能和防锈性能，是一种环境友好型的多功能润滑油添加剂。