合成潤滑材料 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-烯烴中的摩擦學性能童宗文,楊洪濱(中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所,北京100081)摘要:用 Falex試驗機考察了硫化異丁烯在聚-烯烴中的摩擦學性能。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-烯烴摩擦學性能中圖分類號:TE624.8+2文獻標識碼:A文章編號:1672-4364(2012)04-0004-03隨著科學技術(shù)的發(fā)展,機械傳動裝置正朝著小生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,對潤滑硫化異丁烯是目前應用非常廣泛的含硫極壓油的性能要求也越來越高。在某些條件下,礦物型抗磨添加劑,圖1是國產(chǎn)和進口兩種硫化異丁烯在潤滑油已經(jīng)不能滿足實際需要,而合成潤滑油具有PA08中的抗磨效果。較高的粘溫性和抗氧化性等,能滿足高負荷、高低.4溫、高轉(zhuǎn)速、高能輻射和強氧化介質(zhì)等特殊環(huán)境下1.2的使用要求;同時,隨著人們對環(huán)境保護越來越重視,合成潤滑油在環(huán)保方面也顯現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。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0.64活性,是一種被廣泛應用的極壓抗磨劑,為此考察了硫化異丁烯在聚α-烯烴(PAO)中的摩擦學性能。圖1硫化異丁烯在PAO8中的抗磨效果由圖1可知,國產(chǎn)硫化異丁烯(T321)和進口硫1實驗部分1.1試驗設(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)備主要為由計算機控制的 Falex相當,隨著添加量的增加,磨斑直徑也隨之增大,抗四球試驗機,可實時測量并記錄試驗過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)。試驗鋼球為φ12.7mm為0.73mm)圖2是兩種硫化異丁烯添加在PAO8中四球的二級GCr15鋼球,硬度為59HRC~61HRC,由上海鋼球廠提供。試驗摩擦因數(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產(chǎn)的T321和進口的 Maycobase15400.02結(jié)果與討論普遍認為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易生成防護膜,具有較好的抗磨效果,其作用機理試驗時間/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,隨著負荷的增加,金屬面之間接觸點的溫度瞬收稿日期:2012-09-1時升高,硫化物首先與金屬反應形成硫醇鐵覆蓋膜介:童宗文(1978-),男,助理研究員,現(xiàn)從事潤滑(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-烯烴中的摩擦學性能5由圖2可知,在試驗開始階段,添加硫化異丁丁烯的PA8在初始試驗階段的摩擦因數(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),說明在初始試驗階段硫化異丁數(shù),但隨著試驗的進行,添加有硫化異丁烯的烯有利于提高PA08的抗磨性能。但隨著試驗的進PA8的摩擦因數(shù)快速增加,在試驗大約進行到行,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,進而反映出潤滑油的抗摩擦性能。數(shù)的T321和 Maycobase1 1540的PA08四球試驗后結(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%的硫化異丁的摩擦時間內(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,這個結(jié)果與圖1試驗數(shù)著摩擦時間的增長,e-S化合物會導致摩擦因數(shù)據(jù)相吻合。通過光電子能譜(XPS)對磨斑表面的元快速增加,反而增加磨損。有觀點認為6,這是由素進行研究,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中發(fā)生了化學反應,有Fe-S接接觸,導致摩擦因數(shù)上升和擦傷。同時由于Fe-化合物生成。有報道45e-S化合物有利于降低摩化合物較脆弱,導致第一階段的磨損時間較短。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的磨斑直徑試驗結(jié)果可以看出,在摩擦的初始階段,Fe-S化合(WSD)隨磨損時間的變化情況。物有利于降低摩擦因數(shù),但是隨著摩擦時間增長項目10s20s30s60s600s1800s3600s表2磨斑直徑隨磨損時間的變化摩擦因數(shù)快速增大,導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,試驗條件為1450r/min,10s,25℃。由表2可知,T321的磨斑直徑隨著試驗時間表1硫化異丁烯在PAO8中的潤滑性能的增加快速變大,這與摩擦因數(shù)的變化相一致,說項目PAO8PA08+5%T321P08+5% Maycobase 151540明硫化異丁烯在磨損試驗中所形成的Fe-S化合物PN58811171117薄膜的抗磨損時間很短,即第一階段的磨損時間很由表1中的數(shù)據(jù)可知,在PAO8中添加5%的短,很快進入到第二階段磨損。這時磨損剝離下來T321和 Maycobase1540后,潤滑油的P值較基礎(chǔ)的Fe-S化合物反而會成為研磨劑,導致摩擦因數(shù)油均提高了100%,潤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。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)照片和項目500sn500sn+2%321500sn+2% Maycobase 1150sD/mm0.690.570.60光電子能譜(XPS)的試驗結(jié)果,說明在摩擦試驗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)生化學反應生成Fe-s化合物,該化合物在較短 Maycobase1540后,潤滑油的抗磨性能較基礎(chǔ)油成潤滑材料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.潤滑劑添加劑應用指南[M]北京:中國石化出PAO8和500SN的差異所導致的。PAO8是全合成版社,2007:5-53基礎(chǔ)油,組成結(jié)構(gòu)簡單,基本不含有其它雜質(zhì)成分;2]歐風摩擦化學節(jié)能潤滑技術(shù)的應用[]潤滑與密封而500SN基礎(chǔ)油是經(jīng)過加氫處理的礦物油,組成1991,(1):50-55結(jié)構(gòu)復雜,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,吳偉忠干膜潤滑劑及其在航空工業(yè)上的應用[J]3結(jié)論摩擦學學報,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)生化學反應,生成Fe- S first Asia International Conference on tribology981化合物,該化合物可以在短時間內(nèi)降低摩擦表面的6]聶明德黨鴻辛固體潤滑材料在我國空間技術(shù)中的應摩擦因數(shù),但隨著時間的延長,摩擦因數(shù)會快速增用研究[J摩擦學學報,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,等PTFE固體潤滑膜技術(shù)及高聚a-烯烴的極壓性能。其應用[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)全球石油需求預測新華網(wǎng)維也納10月10日電:石油輸出國組織(歐佩克)10日發(fā)表石油月度報告,小幅調(diào)整今明兩年的全球原油需求增長預測。這份報告預計2012年的全球原油需求將達到每天8881萬桶,2013年將增至每天8960萬桶。這一預測比上個月度報告分別小幅上調(diào)了7萬桶和5萬桶。但報告同時指出,目前全球經(jīng)濟依然面臨困難,世界幾大經(jīng)濟體經(jīng)濟,尤其是中國、美國和歐元區(qū)國家經(jīng)濟的增長勢頭對今明兩年國際石油需求走向有著十分重大的影響,國際工業(yè)生產(chǎn)放緩將影響未來國際石油消費。此外,歐佩克認為,國際經(jīng)濟的未來走向仍不明朗,一系列因素都會對未來全球原油需求造成影響,未來一段時間國際原油需求有不確定性。