油溶性离子液体作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究
州偶妒 第５０卷．第４期．２ｏｌ７年４月 油溶性离子液体作为润滑油添加剂的 摩擦学性能研究
黄玉萍 ，黄国威 一，王玉荣 一，蔡美荣 ，吴春春 （１．浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院，浙江杭州３１００５８；２．中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，甘肃兰州７３００００；３．中国科学院大学，北京１０００４９）
［摘要］ 为解决离子液体在基础油中溶解性差、不宜用作润滑添加剂的问题，通过分子设计制备了极性较小的 十六烷基三辛基季膦磷酸二异辛酯盐和十六烷基三辛基季胺多库酯钠盐２种油溶性离子液体，其在碳氢润滑油聚 Ｑ烯烃（ＰＡＯＩＯ）中均具有较好的溶解性。采用铜片腐蚀试验考察了２种离子液体的腐蚀性；通过Ｏｐｔｉｍｏｌ ＳＲＶ．ＩＶ 往复振动摩擦磨损试验机测试了２种离子液体作为ＰＡＯ１０基础油添加剂的摩擦学性能，通过多功能ｘ射线光电 子能谱仪（ＸＰＳ）和原位接触电阻（ＥＣＲ）表征推导了离子液体添加剂在ＰＡＯ基础油中的润滑机理。结果表明：２种 离子液体作为ＰＡＯ１０的添加剂无腐蚀．完全符合对润滑添加剂的要求。２种离子液体添加剂比空白基础油和传统
．Ｙ－－：／ｋ添加剂ＺＤＤＰ均具有更好的减摩抗磨性能。２种离子液体添加剂会在摩擦副表面形成有效的吸附膜和发生复 杂的摩擦化学反应，因而使离子液体具有优异的减摩抗磨性能。 ［关键词］ 油溶性离子液体；润滑添加剂；摩擦学性能；ＰＡＯ１０基础油 ［中图分类号］ＴＨ１１７．２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１—１５６０（２０１７）０４—００４３—０５
Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｏｉｌ—Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｉｏｎｉｃ Ｌｉｑｕｉｄｓ ａｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｎ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ｏｉｌ ＨＵＡＮＧ Ｙｕ—ｐｉｎｇ ，ＨＵＡＮＧ Ｇｕｏ—ｗｅｉ 一，ＷＡＮＧ Ｙｕ—ｒｏｎｇ 一，ＣＡＩ Ｍｅｉ—ｒｏｎｇ ，ＷＵ Ｃｈｕｎ—ｅｈｕｎ （１．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｎｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ—Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３ １００５８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ—Ｌａｎｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｏｉｌ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ（ＩＬｓ）ｈｅｘａｄｅｃｙｈｒｉｏｃｔｙｌ ｐｈｏｓｐｈｏｎｉｕｍ ｂｉｓ（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙ１）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ａｎｄ ｈｅｘａｄｅｃｙｈｒｉｏｃｔｙｌ ａｍ— ｍｏｎｉｕｍ ｂｉｓ（２一ｅｔｈｙｌｈｅｘｙ１）ｓｕｌｆｏｓｕｅｃｉｎａｔｅ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｅｓｉｇｎ，ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｇｏｏｄ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｐｏｌｙａｌｐｈａｏｌｅｆｉｎ（ＰＡＯ１０）．Ｃｏｐｐｅｒ ｓｔｒｉｐ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ ｔｒｉｂｏｍｅｔｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｘ—ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ）ａｎｄ ｉｎ—ｓｉｔｕ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｔａｃｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＥＣＲ）ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａ— ｎｉｓｍ ｏｆ ＩＬｓ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｎ ＰＡＯ１０．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ＩＬｓ ｆｕｌｌｙ ｍｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｌｕｂｒｉｃａｎｔ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ａｎｙ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ． Ｂｅｓｉｄｅｓ．ｔｈｅｓｅ ＩＬｓ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｈａｄ ｂｅｔｔｅｒ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌａｎｋ ｂａｓｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｚｉｎｃ ｄｉａｌｋｙｌｄｉｔｈｉｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＺＤＤＰ）．Ｔｈｅ ＩＬｓ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｆｏｒｍｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｆｉｌｍｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｐａｉｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎ— ｐｌｉｃａｔｅｄ ｔｒｉｂｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｉｌ—ｓｏｌｕｂｌｅ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ；ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ；ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ＰＡＯ１０ ｂａｓｅ ｏｉｌ
０前言 许多机械的摩擦部件在运转中都处于边界润滑状 态，载荷几乎全部通过微凸体以及润滑剂和表面间相互 作用所生成的边界润滑膜来承受。摩擦系数变得很大，为 达到节能目的，这就需要添加有效的添加剂来减少摩擦 和磨损。目前常用的润滑添加剂有极压抗磨添加剂、摩
擦改进剂、黏度指数改进剂、抗氧剂、清洁剂、分散剂等， 其中摩擦改进剂和极压抗磨添加剂对减少边界润滑和混 合润滑条件下的摩擦和磨损起着关键性的作用 ｌ Ｊ。随 着科技的进步和节能环保要求的提高，对润滑剂的性能 提出了更高的要求 ２］。节能环保是当今润滑剂一大新 的发展方向，添加剂性能也需随之改善和提高，这就需要
［收稿日期］２０１６—１２—３０ ［基金项目］ 国家科技支撑计划（２０１４ＢＡＥ１２Ｂ０１０３）资助 ［通信作者］ 蔡美荣（１９８２一），博士，副研究员，主要从事离子液体和超分子凝胶润滑剂的研究，Ｅ・ｍａｉｌ：ｃａｉｍｒ＠ｌｉｃｐ．ｃａｓ．ｃｎ ｖ。１．５（）Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２（）１７ ， 对传统添加剂的极压抗磨性进行改进．并开发出新的抗 磨添加剂以满足硫、磷含量降低后极压抗磨的要求。因 此合成新的润滑油抗磨添加剂对新品种的开发和传统润 滑油抗磨剂的改进具有非常重要的意义。 研究表明，离子液体具有不挥发、不燃、热稳定、低 熔点和良导电等良好性能，是理想的润滑材料 ， 。 ２００１年Ｙｅ等在国际上首次发现离子液体是一类性能 优异的多用途润滑剂，对离子液体润滑材料进行了深 入而系统的研究．并引起了国内外科研人员的广泛重 视ｌ５］。迄今为止，离子液体已被广泛用作基础油、添加 剂、润滑薄膜和导电润滑脂等＿６ 。作为基础油较常 用的矿物油和合成润滑油具有更好的润滑和抗磨性 能，这是因为其本身的双极性结构，在摩擦副的表面更 易吸附 】 。研究还发现，普通离子液体可溶于极性较 大的聚乙二醇中，但其在极性较小的碳氢润滑油中的 溶解性非常小（＜＜１％） ］。因此与基础油的相溶性 差这一问题将是制约离子液体工业化应用的瓶颈。但 离子液体的结构具有可设计性，可通过调节阴、阳离子 结构，降低离子液体极性，增加其与润滑基础油的相溶 性，这为离子液体工业化应用提供了可能。 Ｈａｇｉｗａｒａ等合成了一系列的磷酸酯离子液体添加 剂。此类离子液体在非极性烃类合成油中具有很好的 溶解性，而且对金属铁和铝无腐蚀性，作为润滑添加剂 能提高１０Ｗ基础油和１０Ｗ一３０发动机油的抗磨性 能ｌ４ Ｊ。Ｑｕ进一步研究了季膦盐离子液体（三己基（十 四烷基）膦磷酸二异辛酯作为ＰＡＯ和５Ｗ．３０发动机油 添加剂的润滑机理，发现其在烃类油中的溶解性较好。 且对金属基底无腐蚀性，作为２种基础油的添加剂表 现出优异的减摩抗磨性能，ＴＥＭ和ＥＤＳ测试结果表明 这种离子液体在摩擦表面生成了上下两层润滑膜．上 层为边界润滑膜，下层为塑性变形区［１９１。为了解决离 子液体在基础油中的溶解性问题．本工作合成了极性 较小的季膦盐和季铵盐离子液体．并研究了其作为 ＰＡＯ．１０添加剂的摩擦学性能．通过原位接触电阻 （ＥＣＲ）和ＸＰＳ分析对其润滑机制进行了探讨。 １试验 １．１ 离子液体的结构和物理化学性能表征 聚ｏ【一烯烃（ＰＡＯ．１０）为工业品，分子式见图１ａ：十 六烷基三辛基季膦磷酸二异辛酯盐和十六烷基三辛基 季胺多库酯钠盐离子液体的合成方法详见参考文献 ［２０］，分子式见图１ｂ、ｌｃ。通过ＳＹＰ１００３一ｍ石油产品 运动黏度仪测定４０，１００ ｏＣ下润滑剂的运动黏度。通 过ＳＴＡ ４４９Ｆ３同步热分析仪对ＰＡＯ１０及添加离子液体 后的热稳定性进行分析（分析条件：在空气气氛下，以 １０￣Ｃ／ｍｉｎ的升温速率，由２５ ｑＣ程序升温至４００℃）。 通过ＤＳＣ ２００Ｆ３差示扫描量热仪测定润滑剂的热稳定 性（分析条件：在液氮气氛下，以１０％／ｍｉｎ的升温速 率，由室温程序升温至６００℃）。
Ｈ 【Ｉ 寸ｆ
Ｈ （ａ）ＰＡＯ一１０
Ｃｔ６Ｈ” ＣｓＨ。， ～Ｃ Ｒ Ｈｌ， ＣｓＨｌ
盎Ｃ１６Ｈ３ 。≥ （ｂ）离子液体Ａ ｒ／， ｏ 、Ｊ，／／、
ｓ 。＼／１ ＼／ Ｏ ＼
（ｃ）离子液体Ｂ 图１ 基础油和油溶性离子液体的分子结构
１．２铜片腐蚀试验 试验参照ＧＢ—Ｔ ５０９６—１９８５（９１）（等效于ＡＳＴＭ Ｄ１３０ ８３）进行。将４块已经打磨光滑的铜片分别浸入 到ＰＡＯ１０、ＰＡＯ１０＋１％（质量分数，下同）Ａ和ＰＡＯ１０＋ １％Ｂ中，并于１００ 下静置３ ｈ，待试验周期结束时，取 出铜片，洗涤后与标准色板进行比较，确定腐蚀级别。 １．３摩擦磨损试验 采用ＳＲＶ．ＩＶ微振动摩擦磨损试验机评价２种离 子液体添加剂的摩擦磨损性能，并在摩擦过程中原位 给出接触电阻（ＥＲＣ）的变化。ＳＲＶ微振动摩擦磨损试 验机的摩擦副接触方式为球．盘点接触。其中：试验上 试球为直径为１０．０ ｍｍ的ＡＩＳＩ ５２１００钢球，硬度为６１ ＨＲＣ，下试盘为直径２４．０ ｍｉｌｌ、厚度７．９ ｍｍ的ＡＩＳＩ ５２１００钢块，硬度为６３～６４ ＨＲＣ。试验前上试球和下 试样分别用石油醚和丙酮超声清洗。然后固定试样并 在球盘接触部位用滴管滴加２滴（约０．１ ｍＬ）润滑剂后 再固定下试样。摩擦磨损试验结束后，分别用石油醚 和丙酮超声清洗下试盘，用ＰＨＩ一５７０２型多功能ｘ射线 光电子能谱仪（ＸＰＳ）分析磨斑表面元素的化学状态， 选用Ａ１一Ｋ仅作为激发源．通过能量为２９．３５ ｅＶ，结合能 测量精度约为±０．３ ｅＶ，以污染碳中的Ｃ１ Ｓ结合能２８４．８ ｅＶ作为内标。试块磨损体积损失和磨痕的三维轮廓由 ＭｉｃｒｏＸＡＭ ３Ｄ表面轮廓仪测得
不同离子液体润滑条件下BCN薄膜摩擦学性能研究
不同离子液体润滑条件下BCN薄膜摩擦学性能研究陈友明;彭成章;张俊彦【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2011(036)005【摘要】利用中频磁控溅射技术,分别溅射硼靶和石墨靶,在单晶硅衬底上制备BCN薄膜;采用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行分析;在1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(L104)和1-正己基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(L-P206)离子液体润滑条件下,利用CSM摩擦磨损试验机考察BCN薄膜/钢球摩擦副的摩擦磨损性能;利用电化学腐蚀方法考察薄膜在离子液中的耐腐蚀性能.实验结果表明:所制备的BCN薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;在离子液体润滑剂润滑下,BCN薄膜表现出良好的抗磨减摩性能和抗腐蚀性能;与L-P206离子液润滑剂相比,BCN薄膜在L104离子液体润滑剂润滑下的摩擦学性能更好,这可能与L104离子液体自身的分子结构及其腐蚀性弱有关.【总页数】5页(P24-27,35)【作者】陈友明;彭成章;张俊彦【作者单位】湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室,湖南湘潭411201;中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TH117.1【相关文献】1.类富勒烯碳基薄膜在离子液体润滑剂作用下的摩擦学性能 [J], 杨保平;龚珍彬;吴坤尧;赵更锐;张俊彦2.离子液体润滑下的GLC薄膜摩擦学性能研究 [J], 张浩波;陈晖;施小宁;谢永强3.离子液体润滑下的GLC薄膜摩擦学性能研究 [J], 张浩波;陈晖;施小宁;谢永强;4.不同润滑条件下汽车发动机主轴承的摩擦学性能研究 [J], 吴林5.润滑条件下金刚石薄膜及石墨/金刚石复合薄膜的摩擦学性能 [J], 侯亚奇;庄大明;张弓;刘家浚;吴敏生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
功能化离子液体作为菜籽油添加剂的摩擦学研究
功能化离子液体作为菜籽油添加剂的摩擦学研究朱立业;陈立功;刘汉臣;熊晓龙【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2013(029)002【摘要】合成了一种含酯基的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-丁基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(LF1-4),以传统添加剂丁辛基二硫代磷酸盐(T202)为对比,采用四球摩擦磨损试验机考察了其作为菜籽油(RO)添加剂的摩擦学性能；采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)仪分别对钢球磨斑表面的形貌和主要元素进行了观察和分析.结果表明,LF1-4作为RO的添加剂具有良好的减摩作用和显著的抗磨作用,在添加量(质量分数)为1.0％时达到最佳效果,能使磨斑直径减小38％；同时,LF1-4能有效提高RO的承载能力(PB),但其在RO中的减摩抗磨作用较T202稍差,推测是由于LF1-4在RO中的油溶性稍差所致.在高载荷下,离子液体LF1-4发生分解释放出活性元素氟等,与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应形成了铁的氟化物等新的化合物,从而减少了摩擦和磨损.【总页数】5页(P336-340)【作者】朱立业;陈立功;刘汉臣;熊晓龙【作者单位】成都军区联勤部油料监督处,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TH117.3【相关文献】1.硫化菜籽油润滑添加剂对钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响 [J], 方建华;潘复生;陈波水;吴江2.磷氮化改性菜籽油润滑添加剂在菜籽油基础油和矿物油中的摩擦学性能 [J], 方建华;陈波水;黄伟九;郭小川3.含氮、氧改性菜籽油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响[J], 方建华;陈波水;董凌4.硫化菜籽油润滑添加剂对钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响 [J], 方建华;潘复生;陈波水;吴江;董凌5.硫化菜籽油润滑添加剂对钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响 [J], 方建华;潘复生;陈波水;吴江;董凌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质
含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质朱立业;陈立功;王博;宋翃彬;杨鑫【摘要】合成了含酯基官能团的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EAMIM]BF4),对其物化性质进行了测定,并选择了含有相同烷基的传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)进行对比,在四球摩擦机上研究了这两种离子液体的摩擦学性能,用SEM和XPS对磨斑表面的形貌和主要元素进行了分析,并探讨了两种离子液体不同的润滑机理.结果表明,[EAMIM]BF4所具有的较高黏度导致其在低载荷下的减摩性稍差,但由于其所含的酯基官能团在摩擦表面形成化学吸附边界润滑膜,故其抗磨性较[BMIM]BF4好.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2011(027)002【总页数】6页(P291-296)【关键词】功能化离子液体;1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐;摩擦学性能;润滑剂【作者】朱立业;陈立功;王博;宋翃彬;杨鑫【作者单位】后勤工程学院军事油料应用与管理工程系,重庆,401311;后勤工程学院军事油料应用与管理工程系,重庆,401311;中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州,730000;中国石油兰州润滑油研究开发中心,甘肃兰州,730060;后勤工程学院军事油料应用与管理工程系,重庆,401311【正文语种】中文【中图分类】TH117.1离子液体具有不易燃易爆、熔点低、挥发性低、抗氧化性好和热稳定性高的特点,有望成为理想的、绿色的、高性能的新型润滑剂。
已有研究发现,将烷基咪唑四氟硼酸盐离子液体(如1-正已基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)作为润滑剂涂敷在金属与金属、金属与氧化物、金属与陶瓷等多种摩擦副表面间,具有良好的减摩抗磨性能以及高承载能力,是一类极具发展前途的多功能润滑剂[1-2]。
近年来,对离子液体作为新型润滑剂的研究主要集中在常见的咪唑类、吡啶类和季膦盐类离子液体,其中,对咪唑类离子液的研究集中在以咪唑环为阳离子骨架、带有饱和烷基的离子液体上[3]。
离子液体概述及其应用
离子液体概述及其应用 前言：离子液体是仅由阴阳两种离子组成的有机液体，也称之为低温下的熔盐。
离子液体具有低蒸汽压，良好的离子导电导热性，液体状态温度范围广和可设计性等优点。
离子液体所具备的这些其他液体无法比拟的性质，给大部分传统化工反应提供了新的思路，特别是在绿色化学设计中的应用。
本文首先阐述了离子液体的基础知识，而后着重讨论了离子液体在催化及有机合成领域，摩擦领域，生物医药领域中的应用。
主题：一 离子液体概述1.1离子液体的发展及性质20世纪时“离子液体”（IL ）仅仅是表示熔融盐或溶盐的一个术语，比如高温盐。
现在，术语IL 大部分广泛的用在表示在液态或接近室温条件下存在的熔盐。
早在1914年，Walden [1]合成出乙基硝酸铵，熔点为12℃，但当时这一发现并未引起关注。
20世纪40年代，Hurley 等人报道了第一个氯铝酸盐离子液体系AlCl3-[EPy]Br 。
此后对这一氯铝酸盐离子液体系进行了不断的扩充，包括各种基团修饰，如N-烷基吡啶，1,3-二烷基咪唑等，另外研究了此类离子液体系在电化学，有机合成以及催化领域的应用并有很好的效果[2]。
但是由于此类离子液体共同的缺点就是遇水反应生成腐蚀性的HCl ，对水和空气敏感，从而限制了他们的应用。
所以直到1992年，Wilkes [3]领导的小组合成了一系列由咪唑阳离子与-4BF ，-6PF 阴离子构成的对水和空气都很稳定的离子液体。
此后在全世界范围内形成了研究离子液体的热潮。
这是由于ILs 存在很多优异而特殊的性质。
（1）液体状态温度范围广，300℃；（2）蒸汽压低，不易挥发；（3）对有机物，无机物都有很好的溶解性，是许多化学反应能够在均相中完成；（4）密度大，与许多溶剂不溶，当用另一溶剂萃取产物时，通过重力作用，可实现溶剂与产物的分离；（5）较大的可调控性；（6）作为电解质具有较大的电化学窗口，良好的导电性，热稳定性。
这些特殊的物理化学性质可以产生许多新应用，同时也会提高现有的科技水平。
纳米氧化铈和铜粒子用作润滑油添加剂的摩擦学性能研究的开题报告
纳米氧化铈和铜粒子用作润滑油添加剂的摩擦学性能研究的开题报告一、选题背景与意义润滑油添加剂是汽车、机器等机械设备保养所必备的。
随着工业技术的不断发展和市场的不断变化，润滑剂性能提出了更高的要求，开发新型润滑添加剂已成为研究的热点。
纳米氧化铈和铜粒子是新型润滑添加剂的代表，其在提高润滑性能、减少摩擦磨损、防止腐蚀等方面具有潜在的应用前景。
因此，对纳米氧化铈和铜粒子用作润滑油添加剂的摩擦学性能进行研究具有重要的科研意义和应用前景。
二、研究内容本研究旨在探究纳米氧化铈和铜粒子用作润滑油添加剂的摩擦学性能和作用机理。
具体工作包括：1. 制备纳米氧化铈和铜粒子采用快速化学合成法合成纳米氧化铈和铜粒子，控制合成条件，得到高质量的样品。
2. 对摩擦学测试台进行搭建搭建摩擦学测试台，对添加不同浓度的纳米氧化铈和铜粒子的润滑油进行摩擦学性能测试，包括摩擦力、磨损量、摩擦学系数等。
3. 分析实验结果通过对实验结果的分析，探究纳米氧化铈和铜粒子对润滑油的摩擦学性能的影响，分析其作用机理，为进一步研究和应用提供理论支持。
三、研究计划本研究计划分为三个阶段：第一阶段：文献调研和合成纳米氧化铈和铜粒子（1个月）主要工作：1. 搜集相关文献，了解纳米氧化铈和铜粒子的制备方法和研究进展；2. 通过快速化学合成法制备纳米氧化铈和铜粒子，并对其进行表征。
第二阶段：搭建摩擦学测试台与实验（2个月）主要工作：1. 搭建摩擦学测试台，保证摩擦学测试的准确性和可重复性；2. 制备添加不同浓度纳米氧化铈和铜粒子的润滑油，进行摩擦学实验；3. 记录实验数据，分析和比较不同添加剂下润滑油的摩擦学性能。
第三阶段：分析实验结果，撰写论文（3个月）主要工作：1. 对实验结果进行分析，探究纳米氧化铈和铜粒子对润滑油的摩擦学性能的影响；2. 分析其作用机理；3. 撰写开题报告，准备论文初稿。
四、预期成果本研究预期成果如下：1. 制备出高质量的纳米氧化铈和铜粒子样品；2. 通过摩擦学试验，探究纳米氧化铈和铜粒子用作润滑油添加剂的摩擦学性能和作用机理；3. 发表1篇高水平学术论文。
功能化离子液体润滑剂的合成及其润滑性能研究
Ｐ ｔｏ ｉａ Ｌ ｎ ｈ ｕ Ｌ ｂｉａ ｉｇ ＯｉＲ＆Ｄ Ｉｓ ｉ ｔ ｅ ｒ Ｃｈｎ ａ ｚ ｏ ｕ ｒ ｔｎ ｌ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ，Ｌ ｎ ｈ ｕ７ ０ ６ ｔ ａ ｚ ｏ ３ ０ ０，Ｃｈｎ ） ｉａ
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朱立业 陈立功 宋翊彬 周星 杨鑫 ， ， ， ，
（ ． 勤：程学 院军事油 料应 与管理 程 系 ， １后 【 ｝ ＝ ｆ ｊ 重庆 ４ １ １ ； ０ ３ １
２ ．中 国 石油 兰州 润 滑油 研 究 开 发 中 心 ， 肃 兰 州 ７０ ６ ） 甘 ３ ００
摘要 ： 通过两步法合成了含酯基官能团的功能化离子液体 １一乙酸乙酯基 一 ３一甲基 咪唑四氟硼酸盐 （ Ｅ Ｍ Ｍ］ ） 用 核磁 ［Ａ Ｉ Ｂ ， 共 振和红外光谱对其进行 了结构表征 ； 对其作 为润滑剂的物化性质进行 了测定 ， 并选择 了含有相 同烷基 的传统离子液体 １ 一丁 基 一 ３一甲基 咪唑四氟硼 酸盐 （ Ｂ Ｍ］ Ｆ ） ［ ＭＩ Ｂ ４ 进行对 比； 四球机上 评定两种 离子液体 的承载能力 ， Ｓ Ｖ摩擦磨损 试验机上 在 在 Ｒ 评价 了两种离子液体 的润滑性能 ， 并选择低蒸气压 的含 氟润滑 剂全氟 聚醚 （ Ｆ Ｅ） Ｐ Ｐ 作为对 比。结 果表 明 ： 常温下 ， 在 两种离子
油溶性铜纳米微粒作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能研究
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周静芳， 张治军， 王晓波， 刘维民， 薛群基， ZHOU Jing-fang， ZHANG Zhi-jun， WANG Xiao-bo， LIU Wei-min， XUE Qun-ji 周静芳,ZHOU Jing-fang(中国科学院兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃,兰 州,730000;河南大学,润滑与功能材料重点实验室,河南,开封,475001)， 张治军,ZHANG Zhijun(河南大学,润滑与功能材料重点实验室,河南,开封,475001)， 王晓波,刘维民,薛群基 ,WANG Xiao-bo,LIU Wei-min,XUE Qun-ji(中国科学院兰州化学物理研究所,固体润滑国家重 点实验室,甘肃,兰州,730000)
摩擦学学报 TRIBOLOGY 2000,20(2) 95次
参考文献(6条) 1.Bahadur S;Gong Deli The investigation of the action of fillers by XPS studies of the transfer films of PEEK and its composites containing CuS and CuF2[外文期刊] 1993 2.Wang Qihua;Xue Qunji;Liu Huiwen The effect of particle size of nanometer ZrO2 on the tribological behaviour of PEEK 1996 3.Zhang Zhijun;Xue Qunji;Zhang Jun Synthesis,structure and lubricating properties of dialkyldithiophosphate modified Mo-S compound n anoclusters 1997 4.Chen Shuang;Liu Weimin;Yu Laigui Preparation of DDP coated PbS nanoparticles and investigation of the antiwear ability of the prepared nanoparticles as additive in liquid paraffin[外文期刊] 1998(2) 5.Xue Qunji;Liu Weimin;Zhang Zhijun Friction and wear pr operties of a surface modified TiO2 nanoparticle as an additive in liquid paraffin[外文期刊] 1997(1/2)
离子液体掺杂硅油薄膜的制备及其摩擦学性能研究
第 ２ ５卷
第 １期
摩 擦 学 学 报
ＴＲＩ ＯＬＯＧＹ Ｂ
Ｖｏ ５， Ｎｏ １ ｌ２
２０ 年 １月 ０５
Ｊ ｎ，２ ０ ａ ０５
离子液体掺杂硅油薄膜 的制备及其 摩擦学性能研究
于 波ｈ ， 。 周 峰 牟 宗刚 ，梁永 民 ， ，刘维民
离子液体通过化学键合方式掺杂到交联硅油薄膜中，
将 能够 使薄 膜 同时具备 两者 的性能 ， 而扩大 硅油在 从 减轻 ＭＥ ＭＳ摩 擦磨 损方 面 的应 用． 文考 察 了离子 本 液 体 掺杂硅 油薄膜 的摩擦 学性 能 ， 并探 讨 了基 底预处
氯硅烷修饰 ， ］得到乙烯基化和 甲基化的表面．
１ ２ 基底预 处理 ．
毛细凝聚等 ， 是很有希望的 ＭＥ ＭＳ保护层［． ２ 然而 ， ］
硅 油一般 呈液 态 ， 其作 为润 滑剂在 使用 中不可避免 地
存在泄漏 问题． 利用交联可以提高硅油薄膜的稳定
性， 减轻泄 漏 ， 但交联 往往 导致摩 擦系数 增加． 于离 鉴 子 液体 具有 良好 的高温稳 定性 、 低挥发性 和低温 流动 性 ， 望 用作 极 端条 件 下 的润 滑剂 ［ ］我 们 预期 ， 可 ３， “ 将
图 １ 乙烯基化基底表面硅油薄膜热处理前后的 红外吸收光谱图
１４ 摩擦磨损性能评价 ．
采用 Ｄ —Ｍ 型静一 ＦＰ 动摩擦 磨损试 验机 （ 日本 协和 株 式 会社 ） 价薄 膜 的摩 擦 磨 损性 能． 评 摩擦 副 接触 形 式 为球 一 点接 触 ， 动 形式 为单 向滑动 ， 动速 度为 面 运 滑
图 ２ 掺杂和未掺杂离子液体薄膜 的耐 瞻寿命 比较 （ 载荷 １０Ｎ， ． 速度 １０ｍｍ／ ｎ ６ ｍｉ）
功能化离子液体作为菜籽油添加剂的摩擦学研究
功 能化 离子 液体 作 为 菜籽 油 添 加剂 的摩 擦 学研 究
朱 立 业 ， 陈 功 ，刘 汉 臣 ，熊 晓龙
（ １ ． 成 都 军 区联 勤 部 油 料 监督 处 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ；２ ．后 勤 工 程 学 院 军 事 油 料 应 用 与 管 理 工程 系 ，重 庆 ４ ０ １ ３ ｌ １ ）
ＺＨＵ Ｌｉ ｙ ｅ ，ＣＨＥＮ Ｌｉ ｇｏ ｎ ｇ ”， ＬＩ Ｕ Ｈａ ｎｃ ｈｅ ｎ ，ＸＩ ＯＮＧ Ｘｉ ａ ｏ ｌ ｏ ｎｇ
（ １ ．Ｏ ｉ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｏ ｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ，Ｌ ｏ ｇ ｉ ｓ ｉ ｔ ｃ ｓ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ａｒ ｅ ａ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ４ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
ｗｉ ｔ ｈ ａ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｚ ｉ ｎ ｃ ｂ ｕ ｔ ｙ ｌ ｏ ｃ ｔ ｙ ｌ — ｄ ｉ ｔ ｈ ｉ ｏ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ａ ｔ ｅ （ Ｔ２ ０ ２ ） ． Ｔｈ ｅ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｍａ ｉ ｎ
ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｉ ｍｉ ｄ ａ ｚ ｏ ｌ ｉ ｕ ｍ ｂ ｉ ｓ （ ｔ ｒ ｉ ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｓ ｕ ｌ ｆ ｏ ｎ ｙ １ ） ｉ ｍｉ ｄ ｅ（ ＬＦ １ — ４ ），ｗａ ｓ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ
离子液体修饰的碳纳米管在脂中的摩擦学性能研究
碳纳米管是碳晶体的一种同素异形体， 与一般的
纳米粒子不同， 其结构与石墨很像， 管壁具有石墨层
的六边形结构， 有很大的长径比 ［１］ ， 除了具有极大的
长径比和极佳的力学、 电学性能， 其特殊结构和优异
的力学、 电学、 光学性能以及潜在的工业价值， 使其
逐渐成为研究热点。 厉敏宪等 ［２］ 将碳纳米管作为锂基
米管具有良好的减摩抗磨性能； 陆紫嫣等 ［６］ 将碳纳米
管作为润滑油添加剂， 发现碳纳米管易于在摩擦表面
形成润滑膜， 具有良好的摩擦学性能。 但碳纳米管在
高内聚力作用下容易缠结形成团聚体， 使得碳纳米管
在实际应用中分散性差。 有学者指出， 通过削弱碳纳
米管之间的范德华力， 提高其在有机 ／ 无机溶剂中的
ＩＬｓ － ＣＮＴｓ， 发现 ＩＬｓ － ＣＮＴｓ 可以提高 ＰＳ 和 ＰＭＭＡ 的
摩擦学性能； ＦＡＮ 和 ＷＡＮＧ ［１２］ 采用机械法制备了离
子液体修饰的多壁碳纳米管， 发现其可以提高润滑油
的导电性和摩擦学性能。 由于咪唑类离子液体是一类
性能优异的极压、 抗磨和减摩添加剂， 而碳纳米管也
是一种好的抗磨减摩添加剂， 经过离子液体修饰的碳
ＮＴｓ 对复合锂 － 钙脂的导电能力和摩擦学性能影响。
１ 试验部分
１ １ 试验材料
基础油 ＰＡＯ４０， 昆仑润滑油研发中心提供； 十
二羟基硬脂酸、 癸二酸、 氢氧化锂、 氢氧化钙， 国药
集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 生 产； 多 壁 碳 纳 米 管、
［ Ｃ ２ ｍｉｍ］ ＮＴｆ ２ 、 ［ Ｃ ６ ｍｉｍ］ ＮＴｆ ２ 、 ［ Ｃ １４ ｍｉｍ］ ＮＴｆ ２ 来自
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｔｈｉｕｍ⁃ｃａｌｃｉｕｍ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｒｅａｓｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｐｏｌｙａｌｐｈａｏｌｅ（ ＰＡＯ４０） ａｓ ｂａｓｅ ｏｉｌ，ｌｉｔｈｉｕｍ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｏａｐ