硼化聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂的合成、性能及润滑机理研究

Borated lubricant additive is one of most popular research topics worldwide. This proposal is to synthesize and characterize a series of borated polyisobutenyl succinimide dispersants, and to study the relationship between the borated structure and performance, as well as their lubrication mechanism. By using a series of existing polyisobutenyl succinimide dispersants as the source of N-H, this proposal is intended to build a stable B-N bond via the chemical reaction between the N-H and the boron source(boric acid and B-trichloroborazine). In comparison with their hydrolysis, thermal and oxidation stabilities, as well as their dispersion capability and tribological property, we plan to investigate the relationship between the structure and performance. Detailed study on the lubrication mechasim will be performed via the analysis of the chemical states of nitrogen and boron in lubricant oil as well as in the tribofilms.

硼化润滑油添加剂是当今添加剂单剂多功能化研究的热点之一。本项目以硼酸和三氯环硼氮烷为硼源制备硼化聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂, 研究其结构与性能的关系以及润滑机理。通过比较不同硼化结构的聚异丁烯丁二酰亚胺分散剂的热性能、氧化安定性、分散性能、水解安定性和摩擦学性能，建立硼化产物结构与性能之间的“构-效”关系。通过润滑机理的研究，从原子水平揭示硼与摩擦副表面的微观作用机理，为其它硼化润滑油添加剂分子设计提供参考。

硫磷系润滑油添加剂作为润滑油的重要组成部分，在生产中必不可少。虽然其在性能上已经满足应用上的要求，但是在环保方面以及生物降解方面，有着或多或少的局限性。所以，急需研制出符合环保要求的高性能的润滑油添加剂。.针对这些要求，车用油添加剂的研究也相应出现了新的发展方向，含硼润滑油添加剂的开发应用就是其中一个重要方面。本研究根据不同的目的，采用有机-无机杂化的方法，将 B这种非活性无机元素引入到润滑油分散剂中，设计并合成了多种新型硼化的多功能润滑油添加剂。采用元素分析和红外光谱对添加剂分子结构进行表征；采用热重分析仪考察添加剂分子的热稳定性；采用四球机考察了它们在不同基础油中的摩擦学性能以及与传统润滑油添加剂ZDDP的配伍性能；采用PDSC考察了添加剂分子的抗氧化性能，结果证明它们是一类多功能添加剂；还采用 SEM、EDS和XPS等对各体系的摩擦作用机理也进行了研究。主要的研究内容和结论如下：.1、合成的硼化多功能润滑油添加剂具有较好的热稳定性，在基础油中具有很好的油溶性和稳定性。它们作为矿物基础油添加剂具有较好的抗磨和减摩性能。.2、合成的硼化多功能润滑油添加剂与ZDDP复配，可以有效地改善ZDDP的抗磨和减摩效果，它们与ZDDP在矿物基础油中具有很好的协同增效作用。.3、合成的硼化多功能润滑油添加剂与烷基化二苯胺抗氧化剂复配，证明了B可以有效的提高烷基化二苯胺的抗氧化性能，它们与烷基化二苯胺在矿物基础油中具有很好的协同增效作用。.4、摩擦过程中，添加剂分解释放的B原子能够很好的吸附在摩擦表面，参与润滑膜成膜的形成，这也是协同增效作用的主要原因。