轻度硫化植物油的摩擦学特性和生物降解性_叶斌VIP专享VIP免费

*基金项目:上海市教委科学技术基金资助项目(04-OB18)1收稿日期:2005-11-29联系人:叶斌,E-mai:lyb56331379@1631com1轻度硫化植物油的摩擦学特性和生物降解性*叶斌1陶德华2(11上海应用技术学院化工系上海200235;21上海大学机械自动化学院上海200072)摘要:研究了蓖麻油轻度硫化(加015%S、1%S,2%S和3%S)对其流变性能、低温性能、热氧化安定性及生物降解性的影响。结果表明:轻度硫化蓖麻油的粘度增加,粘度指数减小,倾点上升,碘值减小,硫含量增加,表明不饱和程度在减小;随着硫化的增加,抗磨作用加强;轻度硫化蓖麻油的热氧化安定性大大增加,但生物降解率随基础油硫含量增加而减小。关键词:轻度硫化植物油;蓖麻油;摩擦特性;流变性能;生物降解性;AES中图分类号:TH11711文献标识码:A文章编号:0254-0150(2006)4-065-2TheTribologicalandBiodegradableCharacteristicoftheLightSulfurizedCastorOilasBaseOilYeBin1TaoDehua2(1.Dep.tChem.Eng.,ShanghaiInstituteofTechnology,Shanghai200235,China;2.ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Theinfluenceoflightsulfurizedcastoroil(adding015%S,1%S,2%S,3%S)onthetribologicalandrheo-logicalcharacteristics,biodegradability,andthermaloxidationstabilitywasstudied.TheresultsshowthattheviscosityoflightsulfurizedcastoroilisincreasedandVIisdecreased;thepourpointisraised,buttheunsaturateddegreeandiodinenumberisdecreased;withtheincreaseofsulfurcontent,tribologicalcharacteristicandoxidationstabilityaremiproved,butbiodegradabilityisdecreased.Keywords:lightsulfurizedvegetableoi;lcastoroi;ltribologicalcharacteristic;rheologicalcharacteristic;biodegradabil-ity;AES随着社会对环保要求的提高,环境友好润滑剂的研究、开发和使用愈来愈受到重视。环境友好润滑剂研究对生物降解性能有严格的要求,因此研究考察润滑剂的结构和组成与生物降解性的关系,对研制可生物降解润滑剂极为重要。植物油主要成分为不饱和脂肪酸三甘油酯,脂肪酸的双键结构对其性能起决定性作用。不饱和脂肪酸含量过多使其倾点下降,会导致油品的氧化安定性变差。研究植物油润滑剂,首先考虑的是提高其氧化安定性。本文作者拟对蓖麻油进行轻度硫化(加015%S、1%S、2%S和3%S),在提高其热氧化安定性的情况下而不影响它的流变性能、低温性能以及生物降解性。1轻度硫化蓖麻油的反应机制元素硫与双键加成生成硫化蓖麻油是不饱和键的消除反应[1-2],反应温度一般在130~150e时,硫开始与蓖麻油反应。但当温度高于200e,氢会被硫取代,释出硫化氢,因此反应温度控制在150e左右较适宜。图1为蓖麻油轻度硫化的反应机制。图1蓖麻油轻度硫化的反应机制蓖麻油与015%S、1%S、2%S和3%S反应后的产物轻度硫化蓖麻油分别命名为CS-015、CS-1、CS-2和CS-3。2006年4月第4期(总第176期)润滑与密封LUBRICATIONENGINEERINGApr12006No14(serialNo1176)2轻度硫化蓖麻油的粘度、粘度指数、倾点、碘值和硫含量反应后测得的轻度硫化蓖麻油的粘度、粘度指数、倾点、碘值和硫含量如表1所示。表1轻度硫化蓖麻油的流变性能、倾点、碘值和硫含量名称M40e/(mm2#s-1)M100e/(mm2#s-1)VI倾点/e碘值/(mg#(100g)-1)硫含量/%CS-35453818120-158815216CS-25663416100-178911116CS-13932813116-2489170193CS-0153273012135-25901601412蓖麻油233171472-1991140由表1可看出:随着蓖麻油硫化的加深,硫含量增加;粘度(M40e,M100e)和倾点升高;碘值减小,说明不饱和程度在减小,产物稍微有臭味。3轻度硫化蓖麻油的抗磨性能与俄歇能谱分析以蓖麻油和轻度硫化蓖麻油为基础油,分别添加1%的不同添加剂,考察了轻度硫化蓖麻油的抗磨性能,结果如图2,3所示。实验条件为:196N,30min。图2轻度硫化蓖麻油的抗磨性能由图2,3可知,在无添加剂的情况下,不同硫化程度的蓖麻油(硫含量从01412%~216%)的磨斑直径从0136mm下降到0132mm;最大无卡咬负荷从827N增加到919N。即随着硫化的增加,抗磨作用和抗极压作用加强。图3轻度硫化蓖麻油的pB值蓖麻油主要是12-OH蓖麻油酸,轻度硫化蓖麻油的主要成分是蓖麻油酸以及少量的带硫桥...