油酸酰胺的合成及摩擦学性能研究(10)
2.4 四球机
2.4.1 四球摩擦磨损试验机简介
四球试验用钢球的材料为GCr5轴承钢，硬度为60-63HRC，钢球直径为12.7nm，符合国家标准GB/T12583的试验用球标准。试验前，所用钢球、油杯及夹头均用石油醚超声波清洗两次并用吹风机吹干待用。试验所用的添加剂为减二线油（基础油）。四球极压试验是在厦门试验机厂制造的MQ-800四球机上进行的，最大负荷为800千克力。实验条件为:在室温条件下，转速为1450r/min，每次试验时间105min。试验后用装有测微计的读数显微镜测量油盒内钢球的磨痕直径，按照国家标准GB3142-82的实验标准测定润滑油的最大无卡咬负荷PB值，一般一个油品需要经过几次重复测试才能测出它的PB值。
2.4.2 四球摩擦磨损试验机的工作原理
四球机使用最广，主要用于评价润滑材料及其添加剂性能:具有用油量少，费用节省等优点。它采用四个直径为12.7nm的二级精度钢球（其中下面三个钢球浸没在试油中，并卡紧在油杯中保持不动，上面一个钢球夹紧在轴上，由电动机驱动旋转）通过液压加载使上球和下球相互扣紧，并做相对滑动，试验方法参见国标GB/T12583-1998。通过四球机试验可以测定润滑油的摩擦系数、承载能力以及钢球的磨损量。在四球机试验中，球的磨损和载荷的关系大致如图所示。轻载时，磨损随着载荷的增大而缓慢的加大，在这一阶段中，摩擦副表面保持着较完整的油膜；当载荷增大到PB时，磨损量急剧上升，称为最大无卡咬负荷。润滑油的PB值愈大，其油膜强度愈高；继续增大载荷达到P2时，由于摩擦热和新生表面的活性，激发油中的EP剂与金属发生化学反应，生成反应膜，磨损又趋缓和；载荷加大到PD时，温度骤然上升，使球的接触表面发生焊接咬死，故PD称为烧结负荷，PD值愈大，则油的极压性愈好。
2.4.3 四球摩擦磨损试验机的常规评定指标
四球摩擦磨损试验机的常规评定指标包括:
①最大无卡咬负荷（PB）:在试验条件下，不发生卡咬的最高负荷，代表油膜强度。在该负荷下测得的磨痕直径不得大于相应补偿线上数值的5%。
②烧结负荷（PD：在试验条件下，使钢球发生烧结的最低负荷，表示润滑油的极限工作压力。）
③综合磨损值（ZMZ）；是润滑剂抗极压能力的一个指数。它等于若干次校正负荷的数学乎均值。
④磨损-负荷曲线:在双对数坐标上，由不同负荷下钢球的平均磨痕直径所作出的一条曲线。
3 实验内容
3.1 油酸酰胺的合成
取油酸40ml，加入不同比例的乙二胺，加入装有冷凝装置、温度计的三口烧瓶中，加入二甲苯50ml作为溶剂，混合均匀后在不同温度下加热回流，反应不同时间，停止加热，将溶液转到减压蒸馏装置中，减压蒸馏除去溶剂二甲苯，室温下冷却即得成品。
图3.1 反应装置图 图3.2 减压蒸馏装置图
反应方程式：
正交试验设计：合成在常压下进行，选择反应时间（A）、投料摩尔比（B，油酸：乙二胺）、反应温度（C）三个主要影响因素，每个因素选取四个水平进行正交试验，考察指标为油酸酰胺的产率，列出正交表，进行结果分析。
表3.1 正交试验的因素和水平值
水平 因素
反应时间/h（A） 投料摩尔比（B，油酸：乙二胺） 反应温度/℃（C）
1 1 1：1.2 100
2 2 1：1.4 110
3 3 1：1.6 120
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