PDF《乙基 2》

第28 卷第 6期摩擦学学报Vol .

28 No.

6 2008 年11月Tribology Nov .

2008 12 乙基

2 32 辛基咪唑二乙基膦酸盐 离子液摩擦学行为研究 姜栋1,

2 , 徐斌3,冯大鹏

1 (1中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室 , 甘肃 兰州 730000;

2. 中国科学院 研究生院 , 北京 100039;

3. 中国石油兰州石油化工研究院 , 甘肃 兰州 730060) 摘要 : 合成了

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2 32 辛基咪唑二乙基膦酸盐离子液体 ,采用傅立叶变换红外光谱仪 ( FT2IR)和核磁共振谱仪表征 了其结构 ;

测定了该化合物的黏度、 倾点和密度 ;

在四球试验机和 SRV摩擦磨损试验机上评价了其作为润滑剂对钢 / 钢体系的润滑作用 ;

采用扫描电子显微镜 ( SEM )和 X射线光电子能谱仪 (XPS)分析了钢块磨损表面形貌及化学状 态. 结果表明 :

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2 32 辛基咪唑二乙基膦酸盐离子液体低温流动性能和抗腐蚀性能较好 ;

作为润滑剂对钢 /钢摩擦副 具有优异的减摩抗磨性能 , XPS结果显示该离子液体在钢磨损表面形成了含 Fe2O3 和有机金属复合物等的边界润滑 膜 ,有效地提高了摩擦副的承载能力和抗磨性能. 关键词 : 离子液 ;

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2 32 辛基咪唑二乙基膦酸盐 ;

润滑剂 ;

摩擦学性能 中图分类号 : O623. 627;

TH117.

3 文献标志码 : A 文章编号 :

10042 0595 (2008)

062 05242

05 离子液体作为一种绿色溶剂近年来在有机合 成 ,分析提纯及催化等领域得到了广泛关注 [

12 3 ] . 离 子液所具有极低的挥发性 ,低熔点 ,不可燃 ,优良的 热氧化安定性和无污染等优点 [

4 ] ,使其有望成为潜 在的理想润滑剂. 叶承峰等 [

52 6 ] 合成烷基咪唑四氟硼 酸盐和六氟磷酸盐离子液并考察了其作为润滑剂的 摩擦学性能 ,发现其对钢 /钢、 钢 /铝、 钢 /铜、 钢 /单晶 硅、 钢 /陶瓷以及陶瓷 /陶瓷等摩擦副均具有良好的 润滑作用 ,减摩抗磨性能优于膦嗪 x2 1P和全氟聚醚 (PFPE) ,是一种极具发展前途的多功能润滑剂. 但是,由于目前的离子液体润滑剂多采用烷基咪唑作 为阳离子 ,六氟磷酸根或四氟硼酸根为阴离子 ,阴离 子在水存在的情况下易水解产生羟基磷酸根或羟基 硼酸根 ,同时释放出氟化氢 ,造成金属摩擦副的腐 蚀 ,从而限制了该类离子液体的使用. 为了改善离子 液体的抗腐蚀和抗氧化性能 ,本文选用具有良好热 氧化安定性的有机膦酸脂作为阴离子 ,仍以具有优 良润滑性能的咪唑为阳离子合成新型离子液体润滑 剂 ,此类离子液体中不存在氟元素 ,其腐蚀问题也可 望得到解决. 照此设想 ,本文合成了

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2 32 辛基 咪唑二乙基膦酸盐离子液体 ,考察了其相关物理性 质 ,并就摩擦学性能与通用的聚 α烯烃 ( PAO)润滑 油进行了对比.

1 实验部分

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2 32 辛基咪唑二乙基膦酸盐离子液 (以下 简称 I2P208)参考文献 [

7 ]的方法合成 ,利用 B ruker IFS66v/S红外光谱仪 ( FT2IR)和Brucker AC400型 核磁共振谱仪表征 I2P208的结构. 离子液的运动黏 度、 倾点及密度分别按 GB /T

2652

88、 GB /T

35352 83 及GB /T

25412 81 (88)方法测定. 采用 PE2 7型热分 析仪对离子液进行热分析 ( TGA, DSC) ,气氛为 N2 , 升温速率为

10 ℃/m in. 在Optimol SRV2Ⅰ 型摩擦磨 损试验机和 MRS2 1J四球摩擦磨损试验机上评价离 子液的摩擦学性能 , SRV摩擦副接触形式为球