季戊四醇油酸丙烯酸混合酯的合成及性能研究.pdf

2011年2
润滑与密封
第35卷第2期
LUBRICATION ENGINEERING
Vol 36 No. 2
DOI:10.3969/j.issa.0254-0150.2011.02.001
季戌四醇油酸丙烯酸混合酯的合成及性能研究
尤龙刚2冯大鹏
(1.中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000
2.中国科学院北京研究生院北京100049)
摘要:以季戌四醇、丙烯酸、油酸为原料通过两步法合成一系列黏度可控的混合酯,利用红外光谱表征混合酯的
化学结构,考察混合酯的黏温性能、摩拣磨损性能、热稳定性、挥发损失和锏片腐蚀性能。研究结果表明:所合成的混8
合陆度范間宽,4℃时的度在7-43Tン之间。結度持数约10、点在-?-20て之间;進合陆的分解温
度超过400℃,挥发损失低,铜片腐蚀轻微,是一类性能优良的合成酯类油
关键词:季戊四醇酯;丙烯酸;流变学性能;热稳定性能
中图分类号:TH117.1文献标识码:A文章编号:0254-0150(2011)2-01-3
Synthesis of Mixed Esters of Pentaerythritol, Oleic Acid and
Acrylic Acid and Study of Their Tribological Characteristics
You Longgang
Feng Dapeng
(1. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences
Lanzhou Gansu 730000, China 2. Graduate School of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China
Abstract: The mixed esters were synthesized from Pentaerythritol, Oleic Acid and Acrylic, and the molecular structures
of mixed esters were identified by FT-IR. The rheological property, tribological property, thermal stability, corrosion of cop-
per and volatile loss were investigated. The results show that the mixed esters have wide viscosity, in the range of.48
mm/s at 40 C and viscosity index is about 180, pour points are between -36M-20C. The mixed esters are a class of
synthetic ester oil with perfect property, which have low volatile loss and slight copper corrosion, high thermal stability with
decomposition temperature being above 400 C
Keywords: pentaerythritol acrylic acid; rheological property; thermal stability
植物油具有良好的润滑性能,且生物降解性能作用,在摩擦表面上形成较强的油膜,使摩擦表面受
好,对环境无污染,是最早使用的润滑剂,但是天然到保护。通过丙烯酸酯自由基聚合的方式可以增加酯
植物油也有明显缺点,如易氧化、易水解、易热分基的数量,増强分子在摩擦表面的吸附作用力,使油
解,低温流动性差。其易被氧化是由于天然油脂中膜具有更好的抗剪切性能,改善摩擦磨损性能,同时
含有一定量的多不饱和脂肪酸(亚油酸、亚麻酸)可以通过改变原料物质的量之比等来改变聚合物的分
引起的;其易水解、易热分解的性质是由于天然油脂子量,进而改变其黏度,实现黏度可控的目标,拓宽
分子中甘油的β-H(叔H)引起的。针对植物油的缺其应用范围。
点,国内外的研究者通过添加抗氧剂2)、氢化、环
本文作者以季戊四醇、丙烯酸、油酸为原料通过
氧化、酯交换反应6-?、直接酯化法和其他方两步法合成了一系列黏度可控的混合酯,利用红外光
式(如硫化?等)对植物油进行了改性,但是新戊谱表征了混合酯的化学结构,考察了混合酯的黏温性
基多元醇植物油脂肪酸酯以及经化学改性后的植物油能、摩捩磨损性能、热稳定性、挥发损失和铜片腐蚀
黏度不可调控,不能得到宽黏度范围的酯类油系列产性能
品。酯类油的润滑性能通常优于矿物基润滑油,原因1实验部分
在于分子中极性官能团一一酯基在摩擦表面的强吸附
原料及合成方法
实验中所采用的季成四醇、丙烯酸、油酸、甲苯
*基金项目:国家自然科学基金项目(5072106);国家重点基均为分析纯。通过两步法合成混合酯:第一步在三口
础研究计划973项(2007CB607606)
烧瓶中按一定比例加入季成四醇、丙烯酸和油酸,以
收稿日期:2010-09-17
作者简介:冯大鹏(1970-),男,博士,副研究员,主要从事甲苯(反应物质量的60%,下同)为溶剂,2%对甲
髙性能润滑剂的开发.E-mail: dafeng@lzb.
萃磺酸为催化剂,加热回流脱水,停止反应后得到混