魯 浩, 戴康徐, 曹 華, 趙鴻斌, 韓利芬, 余 磊, 胡嘉漫, 趙才賢

(1.湘潭大學(xué) 化工學(xué)院, 湖南 湘潭 411105； 2.東莞理工學(xué)院 化學(xué)工程與能源技術(shù)學(xué)院, 廣東 東莞 523808； 3.佛山德聯(lián)汽車用品有限公司, 廣東 佛山 528247)

潤(rùn)滑油作為工業(yè)設(shè)備的“血液”，在現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)中起著極其重要的作用，而潤(rùn)滑油添加劑則是提高潤(rùn)滑油性能的關(guān)鍵[1-2]。潤(rùn)滑油在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過程中，不可避免地被排放到環(huán)境中，從而對(duì)環(huán)境造成污染[3]。傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油添加劑在分子設(shè)計(jì)時(shí)主要是為了滿足潤(rùn)滑油的使用性能，較少考慮到環(huán)境、健康等因素，其分子結(jié)構(gòu)中大多含有磷、鹵素、金屬元素等對(duì)環(huán)境和健康有害的元素，因而具有一定的局限性[4]。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及環(huán)境法規(guī)的日益嚴(yán)苛，國(guó)際摩擦學(xué)界提出了綠色摩擦學(xué)的概念[5]，部分國(guó)家更是對(duì)潤(rùn)滑油添加劑提出了可生物降解的要求。苯并三氮唑、哌嗪等不僅具有良好的承載能力和潤(rùn)滑性能，而且其分子結(jié)構(gòu)中豐富的N元素能夠?yàn)槲⑸锷L(zhǎng)提供充足的營(yíng)養(yǎng)成分，因此可以提高添加劑的生物降解性能[6-9]；酯類添加劑分子結(jié)構(gòu)中的酯基易于吸附在金屬表面形成牢固的潤(rùn)滑劑膜，具有較好的摩擦潤(rùn)滑特性，而且酯類化合物生物降解性較好，毒性較小[10-13]；含有酰胺基團(tuán)的添加劑分子不僅具有良好的摩擦學(xué)性能，而且還可生物降解[14-17]；因此，將這幾種功能基團(tuán)設(shè)計(jì)組合在一起，有望設(shè)計(jì)合成出高效的可生物降解的新型潤(rùn)滑油添加劑。

在本研究中，從分子設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，以價(jià)廉易得的苯并三氮唑、丁二醇、哌嗪為結(jié)構(gòu)母核，分別引入酰胺、酯基、黃原酸和長(zhǎng)鏈烷基等基團(tuán)，設(shè)計(jì)合成了4種具有不同結(jié)構(gòu)類型的綜合性能優(yōu)良的可生物降解的潤(rùn)滑油添加劑(LA1～LA4)，并通過1H NMR和MALDI-TOF-MS分析表征其分子結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)地考察了4種添加劑的油溶性、熱穩(wěn)定性、抗腐蝕性等理化性質(zhì)，并在四球摩擦機(jī)上評(píng)價(jià)其在液體石蠟中的摩擦學(xué)性能，利用SEM分析了鋼球磨損的表面形貌，用EDS分析了鋼球磨斑表面的元素組成及摩擦機(jī)理，以期為新型高效多功能潤(rùn)滑油添加劑的開發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料及其規(guī)格來(lái)源

二正丁胺，二辛胺，苯并三氮唑，哌嗪，氯乙酰氯，3-氯-1-丙醇，二硫化碳，1,4-丁二醇，氯乙酸，六水合三氯化鐵，4-二甲氨基吡啶均是由上海麥克林生化科技有限公司提供的分析純?cè)噭Ｂ确?，環(huán)己烷，乙醇，四氫呋喃，三乙胺，氫氧化鈉，無(wú)水碳酸鈉，碳酸鉀，碳酸氫鈉均為天津市富宇精細(xì)化工有限公司提供的分析純?cè)噭Ｒ后w石蠟為天津市大茂化學(xué)試劑廠提供的分析純產(chǎn)品。

1.2 添加劑LA1～LA4的合成

圖1為添加劑LA1～LA4的分子結(jié)構(gòu)。

圖1 添加劑LA1～LA4的分子結(jié)構(gòu)Fig.1 The molecular structures of additives

1.2.1 2-(1H-苯并三氮唑基)乙酰二辛基胺(LA1)的合成

將24.15 g二辛胺、12.14 g三乙胺、75 mL氯仿加入到三口燒瓶中，冰水浴下滴加13.55 g氯乙酰氯，攪拌3.0 h。反應(yīng)液用飽和食鹽水洗滌，有機(jī)相經(jīng)干燥、過濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到2-氯乙酰二辛基胺(中間體1)。將11.91 g苯并三氮唑，100 mL乙醇加入到三口燒瓶中，滴加31.72 g溶于20 mL四氫呋喃(THF)的中間體1，回流反應(yīng)3.5 h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去不溶物，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到LA1。1H NMR(400 MHz,CDCl3,TMS)δ∶8.04(d,J=8.4 Hz,1H),7.57(d,J=8.3 Hz,1H),7.48(t,J=7.3 Hz,1H),7.36(t,J=7.3 Hz,1H),5.46(s,2H),3.45～3.25(m,4H),1.53(dd,J=20.5,12.3 Hz,4H),1.26(dd,J=31.0,15.2 Hz,20H),0.90～0.80(m,6H)。MALDI-TOF-MS,m/z：calcd for C24H40N4O[M+1]+：401.320,found:401.319。

1.2.2 [3-(1H-苯并三氮唑基)丙基]乙酰二辛胺基黃原酸酯(LA2)的合成

分別將11.91 g苯并三氮唑、14.10 g 3-氯-1-丙醇、11.66 g無(wú)水碳酸鈉和75 mL無(wú)水乙醇加入三口燒瓶中，加熱回流反應(yīng)20 h。反應(yīng)混合物進(jìn)行抽濾，濾液減壓蒸餾，得淡黃色黏稠液體，粗產(chǎn)品經(jīng)柱層析分離提純得到3-(1H-苯并三氮唑基)丙醇(中間體2)。將17.71 g中間體2、4.40 g氫氧化鈉和70 mL乙腈加入到三口燒瓶中，冰水浴下滴加9.14 g 二硫化碳，反應(yīng)1.5 h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去不溶物，濾液除溶劑得到粗產(chǎn)品，重結(jié)晶后得淡黃色固體3-(1H-苯并三氮唑基)丙基黃原酸鈉鹽(中間體3)。將15.86 g中間體1、13.75 g中間體3和100 mL THF加入三口燒瓶中，升溫至70℃反應(yīng)3.5 h。反應(yīng)結(jié)束后過濾除去固渣，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除溶劑得到LA2。1H NMR(400 MHz,CDCl3,TMS)δ：7.86(dd,J=6.4,3.0 Hz,2H),7.39(dd,J=6.5,3.0 Hz,2H),4.89(t,J=6.8 Hz,2H),4.67(t,J=6.0 Hz,2H),4.10(s,2H),3.31(dd,J=11.8,6.7 Hz,4H),2.69～2.58(m,2H),1.27(s,24H),0.88(dd,J=4.4,2.1 Hz,6H)。MALDI-TOF-MS,m/z:calcd for C28H46N4O2S2[M+1]+:535.306, found:535.281。

1.2.3 雙-[2-(二丁胺基)乙酸]-1,4-丁二醇二酯(LA3)的合成

將21.73 g氯乙酸、9.01 g 1,4-丁二醇、1.80 g FeCl3·6H2O和80 mL環(huán)己烷依次加入到帶有分水裝置的三口燒瓶中，加熱回流，待分水器所分出的水的體積達(dá)到理論值后，停止反應(yīng)。冷卻至室溫后，減壓蒸餾除去環(huán)己烷，殘余物用二氯甲烷溶解，依次用碳酸鈉水溶液、飽和食鹽水洗滌數(shù)次，二氯甲烷萃取，有機(jī)相經(jīng)干燥、過濾，除去溶劑，得粗產(chǎn)品，無(wú)水乙醇重結(jié)晶得到白色針狀產(chǎn)物雙-(2-氯乙酸)-1,4-丁二醇二酯(中間體4)。將9.68 g中間體4、10.32 g二丁胺和80 mL THF加入三口燒瓶中，回流反應(yīng)5.0 h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去不溶物，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，飽和食鹽水洗滌，二氯甲烷萃取，有機(jī)相經(jīng)干燥、過濾，濾液除去溶劑后得到LA3。1H NMR(400 MHz,CDCl3, TMS)δ：4.12(d,J=2.1 Hz,4H),3.32(d,J=2.6 Hz,4H),2.55(dd,J=10.0,4.7 Hz,8H),1.71(d,J=2.5 Hz,4H),1.48～1.38(m,8H),1.36～1.25(m,8H),0.94～0.87(m,12H)。MALDI-TOF-MS,m/z:calcd for C24H48N2O4[M+1]+:429.361,found:429.265。

1.2.4 雙-(2-二丁胺基乙酰)-哌嗪二酰胺(LA4)的合成

將12.06 g哌嗪、200 mL氯仿和100 mL飽和碳酸鉀溶液加入三口燒瓶中，冰水浴下滴加18.07 g氯乙酰氯，滴加完畢后轉(zhuǎn)至室溫繼續(xù)反應(yīng)2.0 h，反應(yīng)混合物分別用1 mol/L的鹽酸水溶液、飽和食鹽水洗滌數(shù)次，干燥，過濾，除去溶劑后，得到雙-(2-氯乙酰)-哌嗪二酰胺(中間體5)。將25.80 g二丁胺、23.80 g中間體5、16.80 g碳酸氫鈉和70 mL 乙腈依次加入三口燒瓶中，65℃恒溫反應(yīng)8 h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去不溶物，除去反應(yīng)溶劑。二氯甲烷萃取，飽和食鹽水洗滌，干燥，過濾，除去溶劑得到LA4。1H NMR(400 MHz,CDCl3,TMS)δ:3.72～3.56(m,8H),3.26(s,4H),2.45(dd,J=12.4,5.7 Hz,8H),1.47～1.36(m,8H),1.29(dd,J=14.5,7.2 Hz, 8H),0.91(td,J=7.1,2.3 Hz,12H).MALDI-TOF-MS,m/z:calcd for C24H48N4O2[M+1]+:425.378,found:425.355。

1.3 添加劑LA1～LA4的表征

1H NMR譜用瑞士Bruker公司生產(chǎn)的Bruker ARX400型核磁共振波譜儀測(cè)定(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))，質(zhì)譜用瑞士Bruker公司生產(chǎn)的Bruker ultraflex-Ⅱ型飛行時(shí)間質(zhì)譜儀測(cè)定。

1.4 添加劑的油溶性試驗(yàn)條件

潤(rùn)滑油添加劑良好的油溶性不僅可以確保潤(rùn)滑油良好的使用性能，而且能夠避免其在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中因產(chǎn)生沉淀而損害設(shè)備。將所合成的4種添加劑分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，2.0%和3.0%的添加量加入到液體石蠟中，考察其在室溫(25℃)和低溫(5℃)條件下的溶解情況。

1.5 添加劑的熱穩(wěn)定性試驗(yàn)條件

采用德國(guó)耐馳儀器制造有限公司生產(chǎn)的TG 209型熱重分析儀進(jìn)行評(píng)價(jià)，測(cè)試條件為：Ar氣氛，升溫速率10℃/min。

1.6 添加劑的抗腐蝕性試驗(yàn)條件

在本試驗(yàn)中參照GB/T 5096—1985，將試驗(yàn)所用的銅片打磨后放入到含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%添加劑的液體石蠟中，置于100℃烘箱中恒溫3.0 h。試驗(yàn)結(jié)束后，取出銅片，用洗滌溶劑清洗干凈，與腐蝕標(biāo)準(zhǔn)比色板對(duì)比，觀察腐蝕情況，判斷腐蝕級(jí)別。

1.7 添加劑的摩擦學(xué)性能試驗(yàn)和磨斑表面分析

采用廈門天機(jī)試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的MS-10A型四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)添加劑的摩擦學(xué)性能。將添加劑加入到液體石蠟中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的試驗(yàn)樣品，參照GB/T 3142—1982的方法，評(píng)價(jià)油樣的最大無(wú)卡咬負(fù)荷值(PB)及燒結(jié)負(fù)荷值(PD)。所用鋼球?yàn)樯虾ｄ撉驈S的標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級(jí)軸承鋼球GCr15，直徑12.7 mm，洛氏硬度HRC64～66。試驗(yàn)條件為：轉(zhuǎn)速1450 r/min，時(shí)間10 s。油樣的抗磨和減摩性能測(cè)試條件為：轉(zhuǎn)速1450 r/min，時(shí)間 30 min。392 N長(zhǎng)磨試驗(yàn)結(jié)束后，下鋼球用石油醚清洗干凈后，用JSM-6360LV型掃描電子顯微鏡觀察磨斑的表面形貌，并通過配備的能譜分析儀分析磨斑表面的元素組成。

2 結(jié)果與討論

2.1 添加劑的油溶性

4種添加劑在不同溫度下的油溶性試驗(yàn)結(jié)果列于表1。室溫(25℃)下，添加劑LA1～LA4 的加入量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%時(shí)，油樣外觀都能保持澄清，而LA1和LA2的添加量能達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%；低溫(5℃)下，4種添加劑的加入量都能達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%，因此，所合成的4種添加劑油溶性良好，能夠滿足多種工況的要求。長(zhǎng)鏈二烷基的引入保證了添加劑對(duì)液體石蠟的良好感受性[18]。

表1 添加劑在液體石蠟中的油溶性試驗(yàn)結(jié)果Table 1 The oil solubility of additives in liquid paraffin

2.2 添加劑的熱穩(wěn)定性

4種添加劑的熱分解溫度列于表2，由表2可知，4種添加劑都具有較好的熱穩(wěn)定性，其中LA1和LA4的起始熱分解溫度都在290℃以上，具有很好的熱穩(wěn)定性，LA2和LA3相對(duì)較差，分別為198℃和161℃。市售常用潤(rùn)滑油添加劑ZDDP的熱分解溫度一般為130～185℃[19]，因此所合成的4種添加劑均能滿足一般工況使用要求，其中LA1和LA4能滿足高溫工況使用要求[20]。比較LA1和LA2的熱穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果可知，黃原酸基團(tuán)的引入會(huì)降低添加劑的熱穩(wěn)定性[21]；而LA4的熱穩(wěn)定性明顯高于LA3，可能是由于酰胺結(jié)構(gòu)比羧酸酯結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性高，而且LA4分子結(jié)構(gòu)中具有結(jié)構(gòu)致密的含氮雜環(huán)，進(jìn)一步提高了其熱穩(wěn)定性[6]。

表2 添加劑的熱分解溫度Table 2 The thermal decomposition temperature of additives

T1—The initial thermal decomposition temperature；T2—The final thermal decomposition temperature

2.3 添加劑的抗腐蝕性

銅片腐蝕試驗(yàn)照片如圖2。含有4種添加劑的油樣的腐蝕級(jí)別均為1a，所以4種添加劑均具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。其抗腐蝕機(jī)理可能為添加劑強(qiáng)有力地吸附在銅片表面形成一層吸附保護(hù)膜，阻止了基礎(chǔ)油中活性元素對(duì)銅片的腐蝕[18,22]。

圖2 銅片腐蝕試驗(yàn)結(jié)果圖片F(xiàn)ig.2 The picture of copper corrosion test

2.4 添加劑的極壓性能

液體石蠟和含添加劑的液體石蠟的PB和PD值列于表3。由表3可知，4種添加劑均明顯提高了液體石蠟的PB和PD值，其中含有LA2和LA3的樣品表現(xiàn)出了優(yōu)良的極壓性能，PB值比液體石蠟分別提高了87%和61%，PD值也分別提高了60%和100%；添加 LA1和LA4的樣品相對(duì)較差。其原因可能是LA2和LA3分子結(jié)構(gòu)中含有黃原酸酯和羧酸酯官能團(tuán)，能夠有效地改善基礎(chǔ)油的極壓性能(PB、PD值)[23-24]。

表3 液體石蠟和含添加劑的液體石蠟的PB和PD值Table 3 PB and PD values of LP containing different additives

2.5 添加劑的抗磨和減摩性能

2.5.1 添加劑的添加量對(duì)鋼球磨斑直徑的影響

轉(zhuǎn)速為1450 r/min，時(shí)間為30 min，載荷為392 N時(shí)，鋼球磨斑直徑隨添加劑添加量的變化曲線示于圖3。結(jié)果顯示，不加添加劑的液體石蠟的WSD為0.798 mm，4種添加劑均能明顯地改善液體石蠟的抗磨性。這是由于在摩擦過程中，添加劑吸附在鋼球表面或發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)，形成一層保護(hù)膜，使抗磨性能增強(qiáng)[25]。在392 N載荷下，添加1.0%LA1和LA3后，油樣的WSD分別降低至0.443 mm和0.402 mm，比液體石蠟分別降低了45%和50%；添加量繼續(xù)增大，WSD變化不大；隨著LA2的添加量增加，WSD先減小后增大，添加量為1.0%時(shí)，WSD最小(0.444 mm)，比液體石蠟降低了45%；繼續(xù)增大添加量，WSD反而增大，這可能是由于LA2分子結(jié)構(gòu)中含有S元素，在邊界潤(rùn)滑條件下與羥基發(fā)生脫氫作用，造成腐蝕磨損，使WSD反而增大[25]；LA4的性能相對(duì)較差，但當(dāng)添加量達(dá)到1.5%時(shí)，也能使WSD降至0.665 mm。

圖3 添加劑的添加量對(duì)鋼球磨斑直徑的影響Fig.3 Effect of the additive concentration on wear scar diameter 1450 r/min; 30 min; 392 N

2.5.2 載荷對(duì)鋼球磨斑直徑的影響

轉(zhuǎn)速為1450 r/min，時(shí)間為30 min，載荷分別為147 N、245 N、392 N時(shí)，液體石蠟和加入1.0%的4種添加劑的液體石蠟潤(rùn)滑下的鋼球磨斑直徑如表4。結(jié)果顯示，4種添加劑都能一定程度地改善液體石蠟的抗磨性能；隨著載荷的增加，不加添加劑的液體石蠟和加入添加劑的液體石蠟潤(rùn)滑下的WSD均增大；在147～245 N載荷范圍內(nèi)，5種潤(rùn)滑體系下的WSD隨載荷變化都較大，但在245～392 N載荷范圍內(nèi)，LP+1.0%LA1和LP+1.0%LA3體系隨載荷變化較小，因此，LA1和LA3可以應(yīng)用于較大載荷的工況。

表4 載荷對(duì)鋼球磨斑直徑的影響Table 4 Effect of the applied load on wear scar diameter

1450 r/min; 30 min

2.5.3 添加劑的減摩性

液體石蠟和含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%添加劑的油樣在載荷為392 N，轉(zhuǎn)速為1450 r/min，時(shí)間為30 min 條件下的平均摩擦系數(shù)示于表5。結(jié)果顯示，添加劑的加入使液體石蠟的平均摩擦系數(shù)減小，這可能是由于吸附在鋼球表面的添加劑與新暴露的磨損表面相互作用，形成了化學(xué)吸附膜和/或反應(yīng)膜，其剪切強(qiáng)度比金屬基體低，從而使摩擦系數(shù)降低[25]。4種添加劑在摩擦過程中形成的吸附膜和/或反應(yīng)膜的剪切強(qiáng)度不同，從而使摩擦系數(shù)存在差異，LA1、LA2、LA3在摩擦過程中形成的保護(hù)膜的剪切強(qiáng)度相差不大，因而摩擦系數(shù)差異不大，都表現(xiàn)出了較好的減摩性能，而LA4減摩性能相對(duì)較差可能是由于其形成的保護(hù)膜的剪切強(qiáng)度相對(duì)較高[26-27]。

表5 長(zhǎng)磨試驗(yàn)平均摩擦系數(shù)Table 5 Average coefficient of friction

392 N; 1450 r/min; 30 min

2.6 鋼球磨斑表面形貌和元素組成分析

載荷為392 N，轉(zhuǎn)速為1450 r/min，時(shí)間為30 min 時(shí)，液體石蠟和添加1.0%的4種添加劑的液體石蠟潤(rùn)滑下鋼球磨斑表面形貌的SEM結(jié)果示于圖4。結(jié)果顯示，當(dāng)未加入添加劑時(shí)，液體石蠟潤(rùn)滑下的鋼球磨斑直徑較大，磨痕密集，有明顯犁溝，在摩擦過程中擦傷比較嚴(yán)重。而加入了4種添加劑，液體石蠟潤(rùn)滑下的鋼球磨斑直徑明顯減小，磨痕較為規(guī)整、數(shù)量減少，說明添加劑加入到液體石蠟中起到了明顯的抗磨作用；其中LP+1.0%LA1(圖c、d)、LP+1.0%LA2(圖e、f)和LP+1.0%LA3(圖g、h)3種體系潤(rùn)滑下的鋼球磨斑直徑小，犁溝淺而細(xì)，說明LA1、LA2和LA3的加入較大程度地降低了體系的磨損。4種體系潤(rùn)滑下的磨斑直徑存在差異，其原因可能是4種添加劑具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和活性元素，影響了其形成的吸附膜的能力和發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)的活性[26]。

圖4 鋼球磨斑表面形貌SEM圖Fig.4 SEM pictures of the wear scars on the steel balls(a)(b) LP; (c)(d) LP +1.0%LA1; (e)(f) LP+1.0% LA2; (g)(h) LP+1.0% LA3; (i)(j) LP+1.0% LA4

上述鋼球表面的元素組成示于表6。由表6可知，含添加劑的液體石蠟潤(rùn)滑下的鋼球表面多出了N元素，而且O和S兩種元素的含量有所增加，這說明添加劑在摩擦過程中參與了摩擦化學(xué)反應(yīng)。在摩擦過程中，添加劑首先通過范德華力在摩擦副表面形成單層或多層的物理吸附膜，起到一定的潤(rùn)滑效果，但這種物理吸附膜不穩(wěn)定、易解吸[28]。隨著摩擦的進(jìn)行，摩擦副表面溫度升高，部分添加劑分子中的極性端與新暴露的摩擦副表面發(fā)生電子交換，鋼球摩擦表面形成一層含物理吸附和化學(xué)吸附的防護(hù)膜，化學(xué)吸附膜較物理吸附膜穩(wěn)定，不易解吸，可以有效減少磨損[29]。隨著溫度的進(jìn)一步升高或磨損表面引起的剪切強(qiáng)度增大，添加劑分子中的C-N、C=O(或C-N、C=O、C=S、C-S)斷裂并吸附在金屬表面，N主要生成有機(jī)氮化合物或聚合物，O(或S)主要與Fe反應(yīng)生成鐵的氧化物(或硫化物)，因此在摩擦副表面形成了富含N和O(或O、S)等的復(fù)雜反應(yīng)膜，從而提高油樣的極壓、抗磨和減摩性能[30]。

表6 磨斑表面元素組成的EDS分析結(jié)果Table 6 Element composition on the worn scar by EDS

3 結(jié) 論

(1)設(shè)計(jì)合成了4種具有不同結(jié)構(gòu)的綜合性能良好的環(huán)境友好潤(rùn)滑油添加劑(LA1～LA4)，并采用1H NMR和MALDI-TOF-MS確證了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。

(2)4種添加劑室溫下在液體石蠟中的溶解度均在2.0%以上，表現(xiàn)出良好的油溶性；4種添加劑的起始熱分解溫度都在161℃以上，能夠滿足實(shí)際工況要求，其中LA1和LA4能滿足高溫工況使用要求；4種添加劑的銅片腐蝕級(jí)別均為1a，具有優(yōu)良的抗腐蝕性。

(3)4種添加劑均能明顯提高液體石蠟的PB、PD值，LA2、LA3大幅度地提高了基礎(chǔ)油的極壓性能，PB值比液體石蠟分別提高了87%和61%，PD值比液體石蠟分別提高了60%和100%，具有作為極壓潤(rùn)滑油添加劑的應(yīng)用潛力。4種添加劑均能有效地提高液體石蠟的抗磨和減摩性能，添加1.0%LA1、LA2、LA3的油樣的WSD較液體石蠟分別降低了45%、45%和50%；LA2和LA3平均摩擦系數(shù)比液體石蠟減小了27%左右。

(4)添加LA1、LA2和LA3的油樣的長(zhǎng)磨磨斑直徑明顯比液體石蠟的小，磨痕規(guī)整，犁溝淺而細(xì)；EDS結(jié)果表明，添加劑在摩擦過程中參與了摩擦化學(xué)反應(yīng)，生成了復(fù)雜的防護(hù)膜，從而提高極壓、抗磨和減摩的性能。

(5)LA2比LA1具有更好的極壓性能，但二者的抗磨和減摩性能相當(dāng)，這說明LA2分子結(jié)構(gòu)中的黃原酸酯基只改善了其極壓性能，而對(duì)其抗磨和減摩性能影響不大；LA3的極壓、抗磨和減摩性能都明顯優(yōu)于LA4，這說明二酯結(jié)構(gòu)的添加劑比二酰胺結(jié)構(gòu)的添加劑更容易在摩擦過程中形成保護(hù)膜，從而提高極壓、抗磨和減摩性能。