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fyrsummer的博客

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有机钼添加剂与ZnDDP的抗磨协同性及其作用…  

2010-05-12 10:31:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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随着石油资源的不断减少以及环境保护的日益重视,润滑剂正朝着低磷环保并且提高抗磨性的方向发展。而油溶性有机钼化合物是有效的极压抗磨剂和减摩剂,在润滑油和润滑脂中得到了很好的应用,可限制降低滑动金属表面的摩擦和磨损,提高载荷能力,并可节约燃料3~4%。作为减摩剂,油溶性有机钼一般可分为3类:含有硫和磷类,即二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP);不含磷(含硫)类,即二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC);不含硫、磷的非活性有机钼。二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)是一种应用广泛的多效添加剂,具有良好的极压抗磨性和抗氧化性能。 1.不同有机钼添加剂与ZnDDP的协同性 MoDDP和ZnDDP在150SN基础油考察其抗磨性能和抗磨协同性,二者都具有良好的抗磨性能,但是MoDDP的抗磨性能要优于ZnDDP。MoDDP在低浓度和高负荷的条件下与ZnDDP具有较好的抗磨协同作用,含有MoDDP和ZnDDP2种添加剂的150SN基础油比含有单种添加剂的磨斑直径明显较小。MoDDP在高浓度下,与ZnDDP没有显示明显的抗磨协同效应。 MoDTC和ZnDDP有着相当的抗磨性能,但它们却展示了出人意料的抗磨协同效应。 非活性有机钼具有良好的抗磨性能,尤其在中低负荷条件下,而且与ZnDDP具有良好的抗磨协同效应。 2.作用机理 MoDDP、MoDTC、非活性有机钼等3种化合物都具有良好的抗磨性能,其中以MoDDP为最好,非活性有机钼次之,MoDTC相对来说最差。MoDDP的热稳定性不好,分解温度较低,并且含有S、P抗磨活性渊薮,因而,在抗磨性能上表现最好。相反,MoDTC的热稳定性好,分解温度高,并且不含P元素,在抗磨性能上表现得并不突出。而非活性有机钼化合物在中、低负荷下具有优异的抗磨性能,但因其不含S、P等活性渊薮,它的极压性不够,高负荷条件下的抗磨性能较差。 MoDTC的减摩作用机理一般认为是MoDTC在高温摩擦表面上生成了MoS2和Fe润滑膜,而且MoDTC减摩性能的好坏主要取决于摩擦表面上生成和存在的MoS2量的多少。一般来说,MoDTC在高负荷和高温条件下将生成更多的MoS2,表现出的抗磨性能要更好一些。MoDTC与ZnDDP复合使用后,表现出了良好的抗磨协同效应。它们的抗磨协同作用机理仍不是很清楚,但是ZnDDP有助于MoDTC的减摩性能更好的发挥,有助于MoDTC形成更多的MoS2已得到了证实。这种协同效应有人把它归功于ZnDDP具有更高的活性,会首先吸附到摩擦金属表面,形成较强的膜,Zn与MoDTC化合物的吸收,从而催化了MoDTC的分解。另外,由于MoDTC不含有磷,磷的活性高,更趋向于与金属本身发生反应。因此,在摩擦过程中形成的裸露金属更趋向于与添加剂反应形成FeS和MoS2的混合润滑膜。 MoDDP的热稳定性不好,在油液中容易发生分解,它的分解产物多磷酸盐和硫代磷酸盐或酯可能生成表面膜,这些含磷的表面膜在低载荷条件下可以提供良好的润滑,与MoDTC相比生成MoS2的可能性要小的多。MoDDP在低浓度时也与ZnDDP具有一定的抗磨协同效应,但在高浓度下与ZnDDP没有显示出明显的抗磨协同效应。MoDDP与ZnDDP的抗磨协同效应明显低于MoDTC与ZnDDP的抗磨协同效应。这可能是因为,MoDDP与ZnDDP复合使用后的磷含量是MoDTC与ZnDDP复合使用的2倍,而磷的反应活性高,在有氧情况下容易与金属表面发生反应,生成金属磷酸盐和金属偏磷酸盐。在含有MoDDP和ZnDDP的油中,在摩擦表面主要形成金属磷酸盐化合物,另外还有钼的氧硫化合物,以及少量的MoS2和FeS,因此,也没有表现出更好的抗磨协同效应。 不含硫、磷的非活性有机钼和ZnDDP具有很好的抗磨协同效应。 3.结论 1)MoDDP、MoDTC和非活性有机钼等3种有机钼减摩剂具有良好的抗磨性能,其中尤以MoDDP为最好。 2)在低浓度下,MoDDP与ZnDDP表现出一定的抗磨协同性能,但在高浓度下,与ZnDDP没有表现出明显的抗磨协同效应。 3)MoDTC与ZnDDP具有很好的抗磨协同效应。2种添加剂复合使用后,油品的减摩、抗磨性能明显提高。 4)有机钼化合物,特别是MoDTC和非活性有机钼,与ZnDDP表现出了良好的抗磨协同效应。这种抗磨协同效应可以有效降低润滑剂中的磷含量,并且提高油品的抗磨性能,符合了当今润滑剂的发展趋势。
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