合成潤(rùn)滑材料 SYNTHETIC LUBRICANTS2012年39卷第4其o:10.39j.sn.162-4364.2012.04.002硫化異丁烯在聚α-烯烴中的摩擦學(xué)性能童宗文,楊洪濱(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所,北京100081)摘要:用 Falex試驗(yàn)機(jī)考察了硫化異丁烯在聚-烯烴中的摩擦學(xué)性能。結(jié)果顯示,硫化異丁烯不能改善聚a-烯烴抗磨性能,但可以明顯地提高聚α-烯烴的極壓性能。關(guān)鍵詞:硫化異丁烯聚α-烯烴摩擦學(xué)性能中圖分類(lèi)號(hào):TE624.8+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-4364(2012)04-0004-03隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械傳動(dòng)裝置正朝著小生C-S鍵的斷裂而生成硫化鐵膜起極壓作用。型化、高速化、高效和高可靠性的方向發(fā)展,對(duì)潤(rùn)滑硫化異丁烯是目前應(yīng)用非常廣泛的含硫極壓油的性能要求也越來(lái)越高。在某些條件下,礦物型抗磨添加劑,圖1是國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口兩種硫化異丁烯在潤(rùn)滑油已經(jīng)不能滿(mǎn)足實(shí)際需要,而合成潤(rùn)滑油具有PA08中的抗磨效果。較高的粘溫性和抗氧化性等,能滿(mǎn)足高負(fù)荷、高低.4溫、高轉(zhuǎn)速、高能輻射和強(qiáng)氧化介質(zhì)等特殊環(huán)境下1.2的使用要求;同時(shí),隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視,合成潤(rùn)滑油在環(huán)保方面也顯現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì)。低分子的聚α-烯烴(PAO)具有較好的生物降解性能,其環(huán)保性能比礦物型潤(rùn)滑油優(yōu)越,硫化異丁 1540烯具有硫含量高,極壓抗磨性能好,又具有中等化學(xué)0.64活性,是一種被廣泛應(yīng)用的極壓抗磨劑,為此考察了硫化異丁烯在聚α-烯烴(PAO)中的摩擦學(xué)性能。圖1硫化異丁烯在PAO8中的抗磨效果由圖1可知,國(guó)產(chǎn)硫化異丁烯(T321)和進(jìn)口硫1實(shí)驗(yàn)部分1.1試驗(yàn)設(shè)備和材料化異丁烯(Maycobase1540)在PAO8中的抗磨效果考察所用的設(shè)備主要為由計(jì)算機(jī)控制的 Falex相當(dāng),隨著添加量的增加,磨斑直徑也隨之增大,抗四球試驗(yàn)機(jī),可實(shí)時(shí)測(cè)量并記錄試驗(yàn)過(guò)程中的摩擦效果均比基礎(chǔ)油PAO8差(純PAO8的磨斑直徑力矩、摩擦因數(shù)和溫度等參數(shù)。試驗(yàn)鋼球?yàn)棣?2.7mm為0.73mm)圖2是兩種硫化異丁烯添加在PAO8中四球的二級(jí)GCr15鋼球,硬度為59HRC~61HRC,由上海鋼球廠提供。試驗(yàn)?zāi)Σ烈驍?shù)的變化情況。1.2基礎(chǔ)油和添加劑考察選用的低粘度聚-烯烴(PAO8)由 Mobil公司提供;硫化異丁烯添加劑有國(guó)產(chǎn)的T321和進(jìn)口的 Maycobase15400.02結(jié)果與討論普遍認(rèn)為13,含硫極壓抗磨劑的極壓抗磨性能與硫化物的C-S鍵能有關(guān),鍵能較弱的C-S鍵能容020100150020002500300500易生成防護(hù)膜,具有較好的抗磨效果,其作用機(jī)理試驗(yàn)時(shí)間/s圖2硫化異丁烯在PAO8中的摩擦因數(shù)變化是首先在金屬表面上吸附,減少金屬面之間的摩擦,隨著負(fù)荷的增加,金屬面之間接觸點(diǎn)的溫度瞬收稿日期:2012-09-1時(shí)升高,硫化物首先與金屬反應(yīng)形成硫醇鐵覆蓋膜介:童宗文(1978-),男,助理研究員,現(xiàn)從事潤(rùn)滑(S-S鍵斷裂),從而起抗磨作用,在極壓區(qū)域內(nèi)則發(fā)油脂的研究與開(kāi)發(fā)Emai:tzn816.com2012年39卷第4期童宗文,等硫化異丁烯在聚a-烯烴中的摩擦學(xué)性能5由圖2可知,在試驗(yàn)開(kāi)始階段,添加硫化異丁丁烯的PA8在初始試驗(yàn)階段的摩擦因數(shù)小于純烯的PA08的摩擦因數(shù)要小于純PA8的摩擦因PAO8的摩擦因數(shù),說(shuō)明在初始試驗(yàn)階段硫化異丁數(shù),但隨著試驗(yàn)的進(jìn)行,添加有硫化異丁烯的烯有利于提高PA08的抗磨性能。但隨著試驗(yàn)的進(jìn)PA8的摩擦因數(shù)快速增加,在試驗(yàn)大約進(jìn)行到行,添加硫化異丁烯的PAO8的摩擦因數(shù)逐漸變480s后其摩擦因數(shù)均大于純PAO8的摩擦因數(shù)。大抗磨性能變差。摩擦因數(shù)主要反映的是摩擦副接觸表面的粗糙程圖3~圖5是純PAO8與分別添加5%質(zhì)量分度,進(jìn)而反映出潤(rùn)滑油的抗摩擦性能。數(shù)的T321和 Maycobase1 1540的PA08四球試驗(yàn)后結(jié)合圖1中曲線的變化可以知道,加入硫化異鋼球磨斑的掃描電子顯微鏡(SEM)照片圖3純PAO8的SEM照片圖4PA8+5%t321的Sem照片圖5pao5%Maycobase11540SM照片由圖3~圖5可以看出,在加入5%的硫化異丁的摩擦?xí)r間內(nèi)有利于降低摩擦副的摩擦因數(shù),但隨烯后,磨痕變得更為明顯,這個(gè)結(jié)果與圖1試驗(yàn)數(shù)著摩擦?xí)r間的增長(zhǎng),e-S化合物會(huì)導(dǎo)致摩擦因數(shù)據(jù)相吻合。通過(guò)光電子能譜(XPS)對(duì)磨斑表面的元快速增加,反而增加磨損。有觀點(diǎn)認(rèn)為6,這是由素進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)純PA08的表面不存在硫元素,于Fe-S化合物薄膜的磨損大體可分為兩個(gè)階段,而加入5%的T321和 Maycobase1540后的磨斑表第一階段摩擦主要發(fā)生在固體潤(rùn)滑膜內(nèi)部,摩擦因面有硫元素和鐵元素的電子結(jié)合峰存在,說(shuō)明加入數(shù)很低表現(xiàn)為膜的磨損;第二階段摩擦表面發(fā)生直硫化物單劑后在試驗(yàn)中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),有Fe-S接接觸,導(dǎo)致摩擦因數(shù)上升和擦傷。同時(shí)由于Fe-化合物生成。有報(bào)道45e-S化合物有利于降低摩化合物較脆弱,導(dǎo)致第一階段的磨損時(shí)間較短。擦副的摩擦因數(shù),從而提高抗磨性能。結(jié)合圖2的表2為在PA8中添加5%T321的磨斑直徑試驗(yàn)結(jié)果可以看出,在摩擦的初始階段,Fe-S化合(WSD)隨磨損時(shí)間的變化情況。物有利于降低摩擦因數(shù),但是隨著摩擦?xí)r間增長(zhǎng)項(xiàng)目10s20s30s60s600s1800s3600s表2磨斑直徑隨磨損時(shí)間的變化摩擦因數(shù)快速增大,導(dǎo)致抗磨效果反而變差。表1是兩種硫化異丁烯在PAO8基礎(chǔ)油中的四wsDmm0.360.380.420.480.780.881.08球考察結(jié)果,試驗(yàn)條件為1450r/min,10s,25℃。由表2可知,T321的磨斑直徑隨著試驗(yàn)時(shí)間表1硫化異丁烯在PAO8中的潤(rùn)滑性能的增加快速變大,這與摩擦因數(shù)的變化相一致,說(shuō)項(xiàng)目PAO8PA08+5%T321P08+5% Maycobase 151540明硫化異丁烯在磨損試驗(yàn)中所形成的Fe-S化合物PN58811171117薄膜的抗磨損時(shí)間很短,即第一階段的磨損時(shí)間很由表1中的數(shù)據(jù)可知,在PAO8中添加5%的短,很快進(jìn)入到第二階段磨損。這時(shí)磨損剝離下來(lái)T321和 Maycobase1540后,潤(rùn)滑油的P值較基礎(chǔ)的Fe-S化合物反而會(huì)成為研磨劑,導(dǎo)致摩擦因數(shù)油均提高了100%,潤(rùn)滑油的極壓性能得到了較大上升和磨斑直徑變大。程度的改善,兩種硫化異丁烯在PAO8中的極壓性表3是兩種硫化異丁烯在500SN中的抗磨性能。能基本相當(dāng)。表3硫化異丁烯在500SN中的抗磨性能結(jié)合摩擦因數(shù),掃描電子顯微鏡(SEM)照片和項(xiàng)目500sn500sn+2%321500sn+2% Maycobase 1150sD/mm0.690.570.60光電子能譜(XPS)的試驗(yàn)結(jié)果,說(shuō)明在摩擦試驗(yàn)中硫化異丁烯中的硫元素能夠和鋼球表面的鐵元素由表3可知,在500SN中添加2%的T321或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Fe-s化合物,該化合物在較短 Maycobase1540后,潤(rùn)滑油的抗磨性能較基礎(chǔ)油成潤(rùn)滑材料6 SYNTHETIC LUBRICANTS2012年39卷第4期500SN有較大的改善,磨斑直徑分別減小了17%和13%,這和在PAO8中加入T321和 Maycobase1540參考文獻(xiàn)添加劑后所得到的結(jié)果完全相反,這可能是基礎(chǔ)油【1]黃文軒.潤(rùn)滑劑添加劑應(yīng)用指南[M]北京:中國(guó)石化出PAO8和500SN的差異所導(dǎo)致的。PAO8是全合成版社,2007:5-53基礎(chǔ)油,組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,基本不含有其它雜質(zhì)成分;2]歐風(fēng)摩擦化學(xué)節(jié)能潤(rùn)滑技術(shù)的應(yīng)用[]潤(rùn)滑與密封而500SN基礎(chǔ)油是經(jīng)過(guò)加氫處理的礦物油,組成1991,(1):50-55結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且其中必然含有少量的硫、氮等雜質(zhì),這3] Fu Shangfa, Tao Dehua, Zhang Jianhual. tudy on些雜質(zhì)的存在可能反而有助于改善硫化異丁烯的 the tribological characteristics of molybdenum poly-抗磨性能,說(shuō)明硫化異丁烯和其它元素協(xié)同使用更 isobutenyl succinate as an additive in white oil [J].Tri-有利于改善抗磨性能。 bology,2003,23(6):514-518.4]聶明德,吳偉忠干膜潤(rùn)滑劑及其在航空工業(yè)上的應(yīng)用[J]3結(jié)論摩擦學(xué)學(xué)報(bào),1982,(2):124-128硫化異丁烯在聚-烯烴中的抗磨性能較差, [5] Fang Xiaodong, Zhang Daming, Liu Yourong,et al.Tribo不能改善聚a-烯烴(PAO8)的抗磨性能,反而使得 logical behavior of ion sulphuration coating on iron and聚a-烯烴抗磨性能變差。硫化異丁烯中的硫元素 steel surface and its application [C].Proceedings the可以與摩擦表面的鐵元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成Fe- S first Asia International Conference on tribology981化合物,該化合物可以在短時(shí)間內(nèi)降低摩擦表面的6]聶明德黨鴻辛固體潤(rùn)滑材料在我國(guó)空間技術(shù)中的應(yīng)摩擦因數(shù),但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),摩擦因數(shù)會(huì)快速增用研究[J摩擦學(xué)學(xué)報(bào),1982,(3):179-184加,影響聚α-烯烴的抗磨性能硫化異丁烯可以提7]楊中東,陳淑華,樊占國(guó),等PTFE固體潤(rùn)滑膜技術(shù)及高聚a-烯烴的極壓性能。其應(yīng)用[J]電鍍與涂飾,2003,22(5)30-33 Tribological Properties of Sulfurized Isobutylene in PAO Tong Zongwen, Yang Hongbin(Metals& Chemistry Research Institute,cas, Beijing100081, China) Abstract: The tribological properties of sulfurized isobutylene in PAO were investigated with Falex tester. The results showed that the sulfurized isobutylene could not improve the anti-wear property of PAO, but could elevate the extreme-pressure performance of PAO significantly. Key words: sulfurized isobutylene;pao; tribological property歐佩克微調(diào)全球石油需求預(yù)測(cè)新華網(wǎng)維也納10月10日電:石油輸出國(guó)組織(歐佩克)10日發(fā)表石油月度報(bào)告,小幅調(diào)整今明兩年的全球原油需求增長(zhǎng)預(yù)測(cè)。這份報(bào)告預(yù)計(jì)2012年的全球原油需求將達(dá)到每天8881萬(wàn)桶,2013年將增至每天8960萬(wàn)桶。這一預(yù)測(cè)比上個(gè)月度報(bào)告分別小幅上調(diào)了7萬(wàn)桶和5萬(wàn)桶。但報(bào)告同時(shí)指出,目前全球經(jīng)濟(jì)依然面臨困難,世界幾大經(jīng)濟(jì)體經(jīng)濟(jì),尤其是中國(guó)、美國(guó)和歐元區(qū)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)勢(shì)頭對(duì)今明兩年國(guó)際石油需求走向有著十分重大的影響,國(guó)際工業(yè)生產(chǎn)放緩將影響未來(lái)國(guó)際石油消費(fèi)。此外,歐佩克認(rèn)為,國(guó)際經(jīng)濟(jì)的未來(lái)走向仍不明朗,一系列因素都會(huì)對(duì)未來(lái)全球原油需求造成影響,未來(lái)一段時(shí)間國(guó)際原油需求有不確定性。