采用功能聚合物改善润滑脂的结构

文章内容：采用功能聚合物改善润滑脂的结构季峰谢风摘译费逸伟校_'.'—.～以聚合物添加剂来改善润滑脂的流变及物理特性的方法已被商家广泛应用于润滑工业中.弹性聚合物如乙烯一丙烯共聚物(),苯乙烯一氢化丁二烯共聚物(),苯乙烯一异戊二烯()嵌段共聚物,聚异丁烯及非弹性聚合物聚丙烯酸甲酯被普遍用于润滑脂中以改善其结构及性能(如稠度,抗水淋湿性,低温泵送性等).在综述中介绍了不同聚合物在润滑脂中应用的情况.(金属)皂基,含聚合物的润滑脂体系的配方被归纳如下:?基础油?标准稠化剂组分(12一羟基硬脂酸)?金属氧化物或氢氧化物(如0)?功能添加剂(抗磨添加剂,氧化抑制剂,腐蚀抑制剂,极压添加剂)?聚合物一,骨架结构从化学角度考虑,基础油,功能添加剂和聚合物在形成润滑脂的三维稠化剂骨架结构方面是无活性的.其实,以锂基润滑脂为例,下述反应在"熬制"过程中形成了润滑脂的实际结构.2一羟基硬脂酸+_教酸锂三维缔一合骨架结构添加有基础油,功能添加剂和聚合物的润滑脂,它的骨架结构就是这样的.如上所述,润滑脂中聚合物部分从性质上讲是无化学活性的,它是通过影响润滑脂基础油部分的稠化作用来改善润惜脂流变性能的.42.1'仨2.4我公司研究室研制和开发了独特的活性功能弹性聚合物体系,它可极大的改善多种类型润滑脂的流变和使用性能本文给出了该研究工作的主要内容二,粘度改进剂弹性体及基众多类型的功能衍生物作为～太类添加剂,被普遍应用于润滑剂工业中,这些聚合物通常被定义为粘度改进剂或调节剂,而且在现代多级润滑油配方中已成为一种必不可少的添加组分.粘度调节剂作用机理有效体积:流体动力学体积=体积(聚台物/,子)+体积(缔台的油)?每◎⑧⑩⑧台的油差低溶解性好高圈1粘度谓节剂作用机理这些聚合物可使润滑油具有多种理想的性质,如改善粘温特性,提高油膜强度,分散力和抗氧化安定性.图所示为其在改善粘温性方面的作用机理.表列出了几种商业上常用的粘度调节剂表1中所列出的聚合物在分子量(分子尺寸),多分散性和微观结构上是不同的.选择这种或那种类型聚合物取决于特定润滑场合所要求的体系剪切安定性程度或所能许可的聚合物降解/粘度损失的范围,同时还应考烈性军用航油(国外部分)1999?2★油料应用★虑所选的聚合物对体系的价格性能比的影响.总之,聚合物的结构应适合于特定的润滑应用场合.表商用粘度调节荆类型聚合物类型备注乙烯一丙烯共聚物(0)弹性体苯乙烯氢化丁二烯共聚物()弹性体苯乙烯一氢化异戊二烯共聚物(弹性体聚异丁烯()辐射氢化聚异戊二烯()弹性体聚丙烯酸甲酯()苯乙烯酯共聚合物/"共混"聚合物烃类聚合物可在化学上进行功能改性,通过改变流变性能来改善体系的二级使用性能,如分散力或抗氧化安定性等.因此,目前对聚合物的功能改性研究工作进行了大量的研究.上述研究工作的内容已经超出了本文的讨论范围.不过,应用最广泛的功能改性是将不饱和的单体通过自由基接技反应接枝在弹性体的烃链骨架上,其简化的反应过程如下;自…聚合物十不饱和单体——一功能聚合物我们的工作集中在带有反应活性单体的不饱和羟酸的应用研究方面.三,功能改性研究途径对于弹性体聚合物,如,和,可采用三种不同的途径与不饱和羧酸单体反应生成酸性功能聚合物衍生物,具体反应途径如下;直鎏㈣聚合物+不饱和羧酸+矿物油——一酸性功能聚合物/油的衍生物鎏一■"聚合物+不饱和投酸十挥发性溶剂————^——酸性功能聚合物衍生物(在油中)直鎏0聚合物+不饱和按酸——固体酸性功能聚合物/弹性体聚合物特别适合于这些功能改性反应过程.每种方法都可以生成具有不同的物理性质及使用性能的独特的功能聚合物.在润精脂中使用功能聚合物时,其功能化程度对润滑脂稠化剂体系的交联密度有很大的影响,而交联是因分子之间或内部发生化学反应或缔合而导致的分子量不断增加的过程.交联的程度用交联密度来表征.酸化程度图2烃基润滑脂体系中粘度一弹性体酸化的关系当弹性聚合物对交联起作用时,稠化剂体系变得对胶凝化很敏感,而后者在烃介质是不希望出现的稿胶具有高的交联密度,而且是不溶于像油这样的烃类的.因此应用于润滑脂的弹性体酸化程度应被精确控制,以避免出现非理想的使用性能.如图2所示,弹性体中引入的酸性基团的量对烃基润滑脂的体积性能有很大的影响.聚合物的酸化衍生物可进一步反应(如与胺基化合物)生成诸如分散剂,粘度改性剂等产品,但该研究工作在润滑脂的应用中与一43—★油料应用★军用航油(国外部分)1999?2酸化聚合物中间体的分离和评价有密切的联系.四,测试原理从理论上讲,由于接枝到聚合物基体上的活泼酸性基团的存在,那么聚合物体系在化学上与润滑脂的三维皂结构是相容的.并可设想活性聚合物的化学亲合性将改善润滑脂稠化剂的整体结构,从而赋于润滑脂独特的物理/使用特性.与非功能化聚合物的润滑脂体系在改性作用模式和化学结构上的不同之处.五,润滑脂的制备分析测定了4种含或不含聚合物的锂基润滑脂样品.表2中列出了,,和四种润滑脂的组成,表3则给出了新添加的聚合物的部分理化性质.最后按下述方法制备了润滑脂.在一个敞口的釜式润滑脂中试装置中加入4500(45,)800基础油,并衰2:12羟基硬脂酸锂基润滑脂组成润滑润滑润滑润搏组成(,)脂脂脂脂8基础抽9:1.78879:1.29:1.212羟基硬脂酸6.96.96.96.9环烷酸0.2.2【.20.2氢氧化锂一(2)1.21.221.2苯乙烯异戊二烯共聚合物()×3.××功能聚合物()××.5××××.乙烯丙烯其聚物()1.1.1.1.0衰3用于润滑脂—配方中的聚合物运动粘度聚合物@0℃(:/)平均值1.5.在200抽中苯乙烯一氢化聚戊二烯()250.000185功能聚合物()250,0019.0乙烯一丙烯共聚物()25.0019.为了验证上述理论,制备了系列润滑脂样品,并按照目前广泛应用的润滑脂性能评价的物理试验方法进行测试,如透射式电子显微镜(),流变测定仪和宽角度一射线散射()等.对这些具有不同结构的润滑脂所进行的分析,力图清楚解释功能化——44——加热至60℃,

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