润滑油的学科范围复习进程.doc
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1、润滑油的学科范围精品文档1. 润滑油的学科范围2. 润滑油的机理3. 润滑材料4. 矿物润滑油5. 合成润滑剂简介6. 润滑脂7. 从新认识润滑材料8. 润滑材料使用润滑的学科范畴润滑油属于摩擦学的范畴,摩擦学就是研究相对运动中相互作用表面的理论和实践。一 润滑的机理 在存在相对运动的对偶表面之间加入润滑材料,把对偶表面之间的摩擦转化为润滑材料的内摩擦。二 润滑材料2.1.又称润滑介质或润滑剂,是具有特定物理,化学性能的物质,用于加入相互作用对偶表面之间,具有较强的承载负荷的能力,其内摩擦系数远小于对偶表面之间的摩擦系数,这些润滑材料可以使液体,固体,半固体,以及气体等。2.2.按照材料的存在
2、状态分为: 液体润滑剂-润滑剂 半固体润滑剂-润滑脂 固体润滑剂-石墨,二硫化钼等按照选用的基础油种类矿物润滑剂-基础油来源于石油合成润滑油-基础油经化学合成3. 矿物润滑油3.1组成原油石油基础油 润滑油产品 添加剂润滑油组成基础油添加剂典型的润滑油成分75%-99%基础油1%-25%添加剂3.2基础油3.2.1概述 石油的主要组成元素是碳和氢,总含量为95%-99.5%,碳氢化合物成为烃,基础油主要由烷烃,环烷烃和芳香烃等烃类组成,沸点一般高于300摄氏度.润滑油的化学组成异常复杂,主要是由于其中有机化合衍生物和同素异构体众多面造成的,润滑油的粘度,氧化性就是有这些烃类的组成决定.3.2.
3、2基础油化学组成与流变性的关系 润滑油流变性由粘度,粘温特性和低温流动性来衡量,与馏分的沸点范围和化学组成有直接关系,如多环短侧链的环状烃,温度降低时粘度积聚增大,如正构烷烃和正构长侧链的环烷烃,虽然粘温特性好,但本身熔点高,低温易结晶,使油品低温时丧失流动性.3.2.3.基础油化学组成与抗氧化性的关系 烃类是较稳定的化合物,常温或不太高的温度不能直接与空气中的氧分子发生反应,但高温和光照可使这种反应发生,哪怕极少也能引起其他烃类的链锁的氧化,这是烃类氧化链锁反应的特点.1) .烷烃的氧化,较高温度下,氧化生产醇,醛,酮,焌酸或羟基酸等含氧化合物,深度氧化生产基酸和烃基酸的缩合物胶状沉淀。2)
4、 .环状烃氧化时,会导致破裂生产羟基酸或醛酮酸,进一步生产内酯和聚醚,成为胶状沉淀,悬浮在油液中,沉淀在机件表面是形成附着性强而坚韧的漆膜把机件粘结在一起。3) .芳香烃的氧化,芳香烃的氧化产物为酚,深度氧化生成胶质和沥青,多环芳香烃流动性极差,易生成胶质和沥青,是必须除去的非理想组分。4) .胶质的氧化,胶质的氧化后生成沉渣,有抑制抗氧剂的作用,应在精制时除去。5) .基础油中的氧,大部分存在于胶质中,非理想组分。6) .基础油中的硫,一部分存在于胶质中,一部分存在芳香烃中,含硫芳香烃是天然抗氧剂.7) .基础油中氮化合物,对抗氧性的影响不明确.3.2.4.润滑油的合理组分1) .按粘度要求
5、选择合适的石油馏分,制取高粘度的润滑油选择沸点较高的馏分,制取低粘度的润滑油选择沸点较低的馏分,各种馏分通过常减压蒸馏获得.2) .馏分选定后,应除去其中的多环侧链的环状烃和胶质,沥青非理想组分,以提高馏分的粘温性和抗氧性,利用溶剂精制达到.3) .再根据对油品凝固点的要求,除去馏分中的高熔点烃类,通过溶剂脱蜡改善油品的低温流动性.4.1添加剂 为了改善润滑油的物理化学性质,向润滑油中加入一定量的其他组分,给润滑油赋予新的性能和加强原有的性能,更好的满足需要,这些组分称之为润滑油添加剂. 添加剂的分类: 一类是为改善润滑油的物理性能的,如粘度指数改进剂,油性剂,降凝剂和抗泡剂等. 另一类是为改
6、善润滑油化学性能的,有极压抗磨剂,抗氧剂,防锈剂和清净分散剂等.1. 清净分散剂 包括清净剂和分散剂,主要用于内燃机油,使发动机内部保持清洁,使生成的不溶性物质呈胶体悬浮状态,不致进一步形成积碳,漆膜和油泥.具体表现:酸中和作用,清净分散剂具有碱性,能中和润滑油氧化生成的酸,防止其进一步缩合,因而使漆膜减少,同时防止酸对金属的腐蚀.(1) .增溶作用 清净分散剂是一些表面活性剂,它能将本来在油中不能溶解的固体或液体增溶于由5-20个表面活性剂分子集合而成的胶束中心,将含油羟基,羟基含氧化合物,含硝基化合物,水分等增溶在胶束中,形成胶体,以防进一步氧化和缩合.(2) .分散作用 能吸附已经生成的
7、积碳和漆膜等固体小颗粒,使之成为胶体溶液状态分散在油中,阻止这些物质进一步凝聚成大颗粒而粘附在机件上,或沉积为油泥.2. 抗氧化剂 润滑油氧化通常经历引发,蔓延和终止三阶段,引发阶段带有一个氢原子的化学键会发生断裂导致油品有机成分,R产生自由基,自由基为高活性组分,能与氧反应形成过氧化自由基,过氧化自由基通过与润滑油更多成分反应,产生额外自由基R.最终2个自由基类型结合形成一个温度化合物,此过程为终止阶段,它将自由基从系统中剔除,尽管终止过程会消耗一些自由基,但只要外部条件存在,蔓延期间会产生更多自由基,如果不加抑制吗,最终会导致全部油品组分破裂,抗氧剂与自由基发生反应,形成稳定化学物种,有2
8、种主要抗氧剂类型,即基本抗氧剂和辅助抗氧剂.前者通过与自由基反应形成稳定分子,从而抑制氧化作用,该反应通过式,金属和金属离子对烃类都有催化作用,因此还有一种金属减活剂,分为2类,一类叫做螯合剂可以捕获金属离子,另一类叫表面钝化剂可以覆盖金属表层,防止金属和金属离子对烃类氧化的催化作用.3. 极压抗磨剂 是指在高温,高压的边界状态下,能和金属表面形成高熔点化学反应膜,以防止金属间发生熔接,咬粘,刮伤的添加剂,极压抗磨剂一般分为有机硫化物,有机磷化物,氯化物和有机金属盐等,极压抗磨剂的作用机理以有机硫化物为例,首先在金属表面上形成吸附膜,负荷的增加时,金属表面瞬间的温度升高,金属与有机硫化物反应生
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