硼酸酯的合成及摩擦化学特性研究(7)
4.4 各种载荷下的摩擦系数比较
测定各种载荷下，不同的基础油的摩擦系数，测定结果如下：
表4.3 各种载荷下的摩擦系数
各种载荷下的摩擦系数f×10-3
基础油名称 无添加剂 加1.5%硼酸酯 加1%T202
32#基础油 98N 196N 98N 196N 98N 196N
98 115 81 94 94 110
图4.3 各种添加剂添加到32号基础油中的摩擦系数比较(负载为98N、196N)
由图4.3 可知，载荷增大，三种润滑油的摩擦系数相应增大。在相同载荷下，无添加剂的润滑油摩擦系数为三者中最大，减磨效果最不理想，而加1.5%硼酸酯的润滑油的摩擦系数最小，有效减小了摩擦表面的粗糙程度，起到了良好的润滑效果。因此，加1.5%硼酸酯的润滑油与加1%T202的润滑油相比较，加入1.5%硼酸酯的润滑油的减磨效果最好。
4.5 硼酸酯与T202复配的摩擦特性
将硼酸酯与T202复配，使用1.5%硼酸酯，测定添加不同质量百分含量的T202后的磨斑直径，测定结果如下：
表4.4 在硼酸酯含量一定时，不同T202添加剂的用量下的磨斑直径
T202添加剂(wt%) 磨斑直径D196N 30min(mm)
1.5%硼酸酯 0.41
0.3% 0.38
0.5% 0.33
1.0% 0.31
1.5% 0.27
2.0% 0.24
图4.4 和1.5%硼酸酯复配的不同质量的T202添加剂与磨斑直径的关系图
由T202添加量与磨斑直径关系图可以看出，随着T202含量的增加，磨斑直径减小，且趋势较大，减磨效果突出。当T202添加剂含量增加到1%之后，磨斑直径的减小趋势减缓。因此可以得出结论：当T202添加剂的质量百分含量为1.0%时，减磨效果最佳。
4.6 小结
本次用四球摩擦磨损试验机对润滑油的性能进行测试。通过改变添加剂的含量，用四球机测试其磨斑直径，确定了硼酸酯的最佳添加量和T202的最佳添加量。结果表明：当硼酸酯的质量百分含量为1.5%，T202的质量百分含量为1%时，润滑油的减磨效果最佳。其次，在98N和196N载荷下，测量了添加各种添加剂的润滑油的摩擦系数，摩擦系数由大到小依次为，无添加剂、加1%T202、加1.5%硼酸酯，结果表明：加入1.5%硼酸酯的润滑油减磨效果比添加1%T202的润滑油好。最后测试了各种添加剂添加到32号基础油中的PB(N)值，结果表明：添加T202的润滑油的最大无卡咬负荷最大，极压性能最出色。因此得出最终结论为，同时添加1.5%硼酸酯和1%T202的润滑油，减磨抗磨性能最佳。
5总结
经过长达两个月的实验过程与总结得出以下几个结论：
1.通过直接酯化法实验制备了硼酸酯BN4，为寻求最佳合成条件，分别改变反应时间、反应温度和原料配比。结果表明，当菜籽油酸二乙醇酰胺与硼酸的摩尔比为1:1，反应时间为6小时，反应温度为120℃时，反应较为完全，产率最高，为最佳合成条件。
2.通过红外光谱检测法对产物进行表征。在1741cm-1处出现的强吸收峰为酰胺（为—CON—中C=O吸收峰）的特征吸收峰，由于长链烷基的影响C—N伸缩振动吸收峰出现在1045cm-1左右，在1469cm-1左右为B—O键的特征吸收峰，860cm-1左右为B—O半极性键的特征吸收峰，722cm-1左右为长链硼酸酯的特征吸收峰。因此可以确定所合成的样品为所预期的目标产物。
3.考察了实验合成的硼酸酯的摩擦学性能，T202的摩擦学性能以及两者复配后的摩擦化学特性。通过改变添加剂的含量，用四球机测试其磨斑直径，确定了硼酸酯的最佳添加量和T202的最佳添加量。结果表明：当硼酸酯的质量百分含量为1.5%，T202的质量百分含量为1%时，润滑油的减磨效果最佳。其次，在98N和196N载荷下，测量了添加各种添加剂的润滑油的摩擦系数，摩擦系数由大到小依次为，无添加剂、加1%T202、加1.5%硼酸酯，结果表明：加入1.5%硼酸酯的润滑油减磨效果比添加1%T202的润滑油好。最后测试了各种添加剂添加到32号基础油中的PB(N)值，结果表明：添加T202的润滑油的最大无卡咬负荷最大，极压性能最出色。因此得出最终结论为，同时添加1.5%硼酸酯和1%T202的润滑油，减磨抗磨性能最佳。