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石油添加剂
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磷、磷酸酯与载荷添加剂(六)

2018-01-31 05:25:13

在极压性油品中,尤其是具有代表性的齿轮油,含磷极压/抗磨剂主要是亚磷酸酯、磷酸酯、硫代磷酸酯及其衍生物。大概地说,我们应该有如下几个印象:

①具有适宜的极压性和化学稳定性。再说一遍,极压剂实质上是一种具有适当活性的金属腐蚀剂,在边界摩擦的高温、高压条件下,与金属发生化学反应(腐蚀),生成固体润滑膜,防止摩擦付金属表面直接接触,而在一般条件下不腐蚀金属。所以,极压剂具有适当的化学活性。

在磷酸酯或硫代磷酸酯的衍生物中,酸性酯的极压性好,但对金属有腐蚀性;中性酯对金属的腐蚀性小,但极压性较差。氨基磷酸酯和氨基硫代磷酸酯有较好的极压活性,对金属的腐蚀性又较小,获得了广泛的应用。

②具有摩擦改进性。氨基磷酸酯和氨基硫代磷酸酯分子中,通常有长的烷基链,具有摩擦改进性,可降低油品的摩擦系数,节省能源,其次降低油品的工作温度,相应地降低油品氧化速度,延长油品使用寿命。再如,像车用齿轮油中,加入此类物质,能防止限滑差速器的震动和噪音。

③多效性好。某些氨基磷酸酯和氨基硫代磷酸酯除具有极压性、抗磨性外,还具有抗氧抗腐性、防锈性。

④配伍性好。氨基磷酸酯和氨基硫代磷酸酯与中性磷酸酯,ZDDP或硫系极压剂等复合使用,可使极压性和抗磨性显著增强。

安利一个典型的硫磷酸酯的衍生物:

这是一个比较典型的化学上的Mannich(曼尼希)反应。

比如就上述所得的硫代磷酸酯的含氮衍生物而言,它就具有极压性、抗磨性、摩擦改进性、较小的铜腐蚀性和一定程度的防锈性。


       在边界润滑中,边界润滑膜的摩擦系数是一个重要指标。根据擦伤的温度学说,一定组成和结构的边界润滑膜有一个临界温度,当表面膜温度超过此临界温度时,摩擦表面出现擦伤。


上图是一个剂与另外两个参比物的摩擦系数的对比,在相对高的温度(140℃)下具有较低的摩擦系数。所以我们说它生成的边界膜有好的热稳定性。

(待续)

    

    作者:李云鹏,石油化工科学研究院,教授、高工、研究生导师,1987年南开大学研究生毕业后入职石科院,从事润滑油品及添加剂的研发工作近30年,在国内外学术期刊发表论文70余篇,发明专利15项,所主导研发产品获部级科技一等奖一次,其他奖项若干。


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