芳基取代羧酸离子液体结构与摩擦学性能的构效关系研究

• 作者: 凡明锦 孙文静 张帅 文平 杨得锁 董瑞
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 离子液体 润滑剂 芳香酸 咪唑 季铵盐 布洛芬 摩擦学性能
• 年，卷（期）: 2017,（11）
• 所属期刊栏目: 专题——2016年度国家自然科学基金研究进展
• 页码范围: 212-222
• 页数: 11页
• 分类号: TG356.16
• 字数: 7692字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.11.029

摘要

目的 研究芳基取代羧酸离子液体的分子结构与其摩擦学性能、物理化学性质之间的构效关系.方法 分别以4-甲基苯乙酸(4-Me-PA)、4-叔丁基苯乙酸(4-tBu-PA)、4-苯基丁酸(PB)、异丁基苯丙酸钠(布洛芬钠,Ibu)作为阴离子源,以四丁基氢氧化铵(N4444OH)、四丁基氯化铵(N4444Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(C4mim)、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐(C8mim)为阳离子源,通过酸碱中和反应和离子交换反应合成了七种芳基取代羧酸离子液体.以市售合成润滑油聚 α-烯烃(PAO10)和传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(L-B104)为对照样,对其分子结构与摩擦学性能、物理化学性质之间的构效关系进行了系统研究.结果 芳基取代羧酸离子液体的热分解温度在161~217℃之间,水解反应的pH值保持不变,具有较高的水解稳定性和热稳定性,对金属基底材料无腐蚀,作为润滑剂使用时,在钢/钢、钢/铜、钢/铝三种摩擦副上的平均摩擦系数f和平均磨损体积V分别为f钢/钢=0.081,f钢/铜=0.067,f钢/铝=0.080,V钢/钢=3.24×10-3 mm3,V钢/铜=22.04×10-3 mm3,V钢/铝=22.35×10-3 mm3,均具有良好的减摩抗磨性能,它们的分子结构对其摩擦学性能和物理化学性质均具有较明显的影响.结论 芳基取代羧酸离子液体中,阳离子上取代烷基链越长,其热分解温度越高,运动黏度和黏度指数也越大;阴离子的空间体积越大,相应离子液体的黏度指数越大;它们在钢/钢、钢/铜、钢/铝摩擦副上均表现出良好的润滑作用.这主要是因为在摩擦过程中离子液体在摩擦副表面形成了稳定的吸附膜,在这层吸附膜中,阴阳离子的影响作用不同,阳离子对其减摩作用的影响较大,阴离子对其抗磨作用的影响较大;这层吸附膜的润滑性能还受到黏度的影响,具有适中运动黏度和较大黏度指数的离子液体作为润滑剂,摩擦学性能更加优异.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨得锁	宝鸡文理学院化学化工学院陕西省植物化学重点实验室	27	158	7.0	12.0
2	张帅	宝鸡文理学院化学化工学院陕西省植物化学重点实验室	3	4	1.0	2.0
3	孙文静	宝鸡文理学院化学化工学院陕西省植物化学重点实验室	2	4	1.0	2.0
4	董瑞	宝鸡文理学院化学化工学院陕西省植物化学重点实验室	2	4	1.0	2.0
5	凡明锦	宝鸡文理学院化学化工学院	8	8	2.0	2.0
6	文平	宝鸡文理学院化学化工学院陕西省植物化学重点实验室	4	5	1.0	2.0