含氮硼酸酯作为润滑油添加剂文献综述和参考文献(3)
图1.1 硼酸酯吸附膜的作用
由于硼酸酯作用（硼酸酯铁的形成），润滑油在摩擦表面的结合更紧密，油膜强度更大，更有利于保护摩擦表面。
该含氮硼酸酯还能在摩擦表面经过摩擦化学反应形成氮化硼（BN）。将四球长磨实验缩产生的四球磨斑进行X-射线仪（XRD）分析，其衍射谱图以及与BN的标准衍射谱图的对比结果见图1.2。
图1-2四球磨斑XRD谱图及与BN标准衍射谱图的对比
从图1.2可以看出，衍射峰1，2，3和4与标准普贤（卡片号为25-1033和35-1365）对应得非常好，这充分说明了摩擦表面BN的存在。我们知道，BN是一种固体润滑剂，其层状结构可起到有效的抗磨、减摩作用。摩擦表面BN生成，也是含氮硼酸酯具有抗磨作用的原因之一。摩擦表面硼化物的生成，可能设计到含氮硼酸酯中具有缺电子空轨道的硼和具有孤对电子的氮的再结合。摩擦过程中产生外逸电子，在外逸电子的作用下，硼酸酯分解，然后，具有孤对电子的氮碎片和具有缺电子空轨道的硼碎片配位，并结合生成氮化硼化合物。
综合上面的结论，含氮硼酸酯的作用机理归结于两个方面：一是硼酸酯在摩擦表面的强吸附作用（硼酸酯铁的形成）；二是摩擦表面生成具有层状结构的氮化硼化合物。
1.3.2 含氮硼酸酯摩擦性能特点
（1）硼酸酯分子结构中烷基链结构不同，能使硼酸酯的减摩抗磨性能不同：长链优于短链；直链优于支链；三酯优于单酯。高永建[21]等以脂肪酸，β-羟乙基乙二胺、硼酸按不同比例分别合成了两种咪唑啉硼酸单酯和两种咪唑啉硼酸三酯，并用四球实验机评价了两种化合物在水中的摩擦学性能。结果表明这些化合物在水中具有良好的承载能力和抗磨性能，初步探讨了这些化合物的抗磨作用机理：长链的油酸咪唑啉硼酸酯的抗磨效果在不同浓度下均好于短链的十二酸咪唑啉硼酸酯。这是因为长链油酸咪唑啉硼酸酯的承载能力较强及长链的润滑性能较好所致。三酯在不同负荷下的抗磨效果均好于单酯。原因可能是由于单酯分子的极性比三酯的极性强、在水中的溶剂化作用大，使得单酯与金属表面的结合力比三酯强，因此抗磨作用不如三酯好。但随着符合的增加，磨斑直径趋于相等，这可能是因为三酯和三酯在高负荷下与摩擦表面发生了摩擦化学反应生成了相似的表面保护所致。国士萍[22]等采用丙三醇、丙二醇、正戊醇、正丁醇、乙二醇、异戊醇6种醇类分别与硼化物和氮化物直接反应而获得6种不用的含氮硼酸酯，并利用四球机和摩擦磨损实验机考察了他们用作水基润滑添加剂的摩擦磨损性能：实验结果表明，所有的含氮硼酸酯都能明显地降低摩擦。但由于在边界润滑的摩擦过程中，各种含氮硼酸酯在金属表面吸附形成油膜，因其烷基链结构不同，吸附能力和反应活性不同，故减摩抗磨性能也就不同。由一元醇合成的含氮硼酸酯减摩性能由于多羟基醇的含氮硼酸酯，直链醇的含氮硼酸酯其性能优于同一成分的直链醇的含氮硼酸酯，对于直链一元醇的含氮硼酸酯，在水溶液中，其润滑性能随分子链增长而变差。王建华[23]等通过在硼酸酯分子中引入含孤对电子的氮原子合成了四种具有内配体结构的硼酸酯，产品的结构如下：
(RO)2BOCH2CH2N(C4H9)2
其中R=-C6H13、-C8H17、-C10H21、-C12H25。对其润滑性能和防腐性能进行了研究，结果表明：合成的四种B-N添加剂具有优良的抗魔减膜性能和良好的极压性能，随着分子中烷基链的加长，其抗磨性能增强、极压性能降低；通过一系列摩擦化学反应，添加剂在摩擦表面生成了含BO、BN、O-Fe-B等成分的复杂保护膜，从而起到极压抗磨作用。
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