硼酸盐类极压抗磨剂结构分析
含氮硼酸酯润滑添加剂的抗磨性能及其摩擦化学机理
8
+ 0. 75 % 硼酸酯
+ 0. 25 % ZDDP2
0. 427
0. 479
注 :所评价的硼酸酯添加剂为 Vanlube 289 。
从表 3 可以看出 ,在 150SN 基础油中 ,所评价 的硼酸酯添加剂在 392 N 载荷条件下的抗磨性能要 优于添加剂 ZDDP2 ( T202) ,但在 490 N 下其抗磨 性能不如 ZDDP2 ,所以四球长磨实验不能给出谁优 劣的结论 。然而 ,四球长磨实验表明 ,这两类添加剂 具有优秀的抗磨协同作用 。笔者认为 ,该协同抗磨 作用具有十分重要的意义 ,对硼酸酯抗磨剂在低磷 发动机油中的应用具有指导作用 。
1. 0
99. 0 透明
0 32. 1 3600
1. 06 98. 94 透明
0. 10 卡咬 , 无法测量 7(5 3 )
Falex 销和 V 型块磨损实验后 ,摩擦试件的照 片见图 1[4 ] 。
第 1 期 姚俊兵. 含氮硼酸酯润滑添加剂的抗磨性能及其摩擦化学机理 4 3
表 1 ILSAC GF - 3 与 GF - 4 的主要区别
项 目
磷含量 , % 硫含量 , % 0W/ XX 5W/ XX 10W/ XX 抗磨性/μm 气阀磨损 (平均凸轮磨损) 燃料经济性 , %
SAE 0W/ 20 , 5W/ 20
IL SAC GF - 3 ≤0. 10
≤120 FEI 1 ≥2. 0 FEI 2 ≥1. 7
图 1 Falex 销和 V 型块磨损实验后的摩擦试件
从表 2 和图 1 可以看出 ,含有 1. 0 %硼酸酯的 酯在摩擦表面上生成 FeB 、Fe2B ,可以起到强化表面 油品可以经受 60 min 的 Falex 销和 V 型块磨损实 的作用[1 ] ;J . Dong 、W Liu 和 J Yao 的工作都证明了 验 ,摩擦表面完好 ,且磨损量不大 ,仅为 32. 1 mg ,但 摩擦表面上吸附硼酸酯的存在[5 - 6 ] 。考虑到硼酸 对含有 ZDDP1 的油品 ,摩擦试件不到 10 s 就发生 酯在表面极强的吸附性 ,硼酸酯抗磨剂的作用机理 卡咬 ,摩擦表面有明显烧结和撕裂 (两次实验均是如 可见图 2[4 ] 。 此) 。Falex 销和 V 型块磨损实验表明 ,所评价的硼 酸酯添加剂的抗磨性能要优于 ZDDP 类添加剂 。
硼酸 结构式
硼酸结构式硼酸（硼酸根）是分子量为61.83g/mol的无色粉末，有刺激性气味，可溶于水，可解决于无机酸。
它是一种重要的卤素化合物，是有机化学的基础原料。
硼酸是一种水溶性化合物，其中含有硼酸根（HBO2）和氢离子（H +），其他称为硼酸盐。
硼酸具有易溶于水，可以在室温时形成一种混悬溶液（pH = 9.0），而在更高的pH值下会出现结晶物质。
硼酸结构式示例：硼酸（HBO2）是一种卤素化合物，其分子结构由一个氢原子、一个硼原子和一个氧原子组成，并且硼原子上有两个水分子的负电荷（由氢原子上的负电荷、氧原子上的中性电荷和硼原子上的双负电荷组成）。
有时，它也称为硼酸根，它的分子结构如下图所示：由于它有负电荷，硼酸可以被称为碱金属化合物，它具有溶解性质，可以容易地溶于由水分子和碱金属离子（包括硼原子）构成的溶液中。
硼酸被称为强碱，因为它的溶液具有较高的pH值，可以达到pH 9左右。
此外，它可以被结晶出来，形成结晶的硼酸晶体，这些晶体也具有负电荷。
硼酸的化学性质也很特别，它与弱酸有着比较大的区别，具有良好的稳定性，这是其他离子性物质所不具有的特性。
此外，它还具有较高的沸点，在硼酸的热分解溶液中，可以形成两个分子小结构：一个氢原子和一个硼酸根（HBO2），这两个物质可以再次结合形成硼酸。
硼酸在国际上有着广泛的使用，它是一种重要的原料，用于制造电池、发光二极管、电子器件、酸性涂料、水处理剂、医疗材料和用于药物合成的中间体等等。
因此，正确的理解硼酸的分子结构是非常重要的，它可以帮助我们正确掌握硼酸的物理特性和化学性质，也有助于更好地利用硼酸作为有效的原料、辅料、及其他化学物质的产品。
在科学研究中，硼酸也被广泛用于实验室。
硼酸最常用于改变pH值，它可以在实验中作为碱溶液，从而测量离子溶液中离子的行为，也可以用于某些金属的溶解反应，以及某些有机反应中的碱性剂。
综上所述，硼酸是一种重要的卤素化合物，其分子结构由一个氢原子、一个硼原子和一个氧原子组成，且具有负电荷。
【doc】不同结构有机硼化物的减摩性和抗磨性的研究
不同结构有机硼化物的减摩性和抗磨性的研究石油炼制不同结构有机硼化物的减摩性和抗磨性的研究单石灵高大德韩长宁(石油化工科学研究院)本文舟绍了日种不同结构的有机研化物的摩擦磨损性能.用四球机试验发现3种有机硼化物具有较好的减摩性和抗磨性.考察了试验载荷,温度,转速,时间和水解安定性对其减摩性和抗磨性的影响,同时测定了它们的防锈性能.钢球磨痕表面的AEs 分析结果表明,有机弼化物减摩剂主要是通过在摩擦表面分解形成含硼的氧化物膜而起减摩作用.一,前言多年来,许多国家都在进行减摩剂的研制工作,用它来减少机械的摩擦损耗,从而达到节能效果"'.有机硼化物藏摩剂是一类正在发展而减摩效果较为显着的新型减摩剂,国外也很关注".本文夼绍了8种不同结构的有机硼化物,用四球机试验考察了它们对减摩抗磨性能的影响,并对锕球磨痕表面进行了俄歇能谱分析,初步探讨了减摩抗磨的作用机理.】989年=,实验1.基础油和添加基础油采用大连石化公司炼油厂以大庆原油生产的500SN中性油.添加剂由实验室制备,其主要元素分析结果见表1.2.四球机摩擦磨损试验采用国产四球机,温度由热电偶测量并自动控制.摩擦力通过传感器和自动记录仪自动记录,在开始阶段摩擦力变化较大,取表1添抽荆的主要元素分析元素含量()嚣加剂名称代号●NSpB失求山梨醇单{由酸酯硼化曲FM—l一一一2.46S-十二烷基,巯基乙酸丙三醇碓硬化畅FM一2一9.51一1.47 睐瞳啉删化物(1)一311.6一一0.97昧哇啉硼化物(2)F48.12一一0.96酰胺硼化物Fl_5.85一一1.44N,N---羟乙基油酰胺硼化物F]扎一63.90一一1.34N,N---羟乙蓦.--(2-乙基己基)礴酰胺FM一,3.28一7.2l1.2B硼化物=甘IU~-----(Z-乙基己基)砖酸酯硼化物FA蕾_8一一7.820.舾第d期试验后期摩擦力平稳值作为试验结果,计算摩擦系数.同时用读数显微镜测量钢球的磨痕直径.1)在考察不同结构的有机硼化合物的减摩性和抗磨性时,试验条件为:温度8O℃,载荷392N(40kgD,转速1440r/min,时间为60min.2)考察各个因素对有机硼化物的减摩抗磨性的影响,固定三个试验条件,而只改变一个条件.如改变载荷,则保持温度,转速,时闻不变,如改变温度,则保持载荷,转速,时间不变}以此类推.5.钢球磨痕表面的俄歇能昔分析采用美国4~550型多功能电子能谱仪,用俄歇功能和离子溅射技术,以相对灵敏度固子法,通过计算机系统直接给出相对原子浓度随溅射时间而变化的曲线.4.水解安定性试验按照ASTMD2619—67和FS791B3457.1方法进行.5.防锈试验按ASTMD665-82A方法进行.三,结果与讨论1.不同结构宥机翻化翥的藏摩性和抗磨性FM一卜一F一8有机硼化台物的摩擦磨损试验,均以硼元素的添加浓度来对比.图1为FM一1一F一8减摩剂的摩擦系数随硼元素浓度变化的曲线.由图1可见,摩擦系数随硼元素浓度的增加而变小.浓度大于0.O15后,其摩擦系数基本稳定.FM一1,FM-2.FM一7和wM一8的减摩效果较差.FM-6添加浓度为O.</27%时,减摩效果仅为17%,而FM-3,FM-4和FM～5的减摩效果较好.浓度大于0.02时,减摩效果分剐大于22,35%和3O.F一1一FM一8有机硼化物的四球机试验表明,钢球磨痕直径是随硼元素浓度变化而炼铷改变,见菡2由图2可见,FM一1,FM一2,FM一6,FM-7和FM-8试验时的钢球磨痕直径比基础油的磨痕直径为大,而且随着硼元素浓度的增加有所增大,显然,这几种减摩剂无抗磨性.FN一3,F3{一4和FM-5则具有一定的抗磨性,它们的钢球磨痕直径均比基础油的磨痕直径小.￡￡v哮I蜘琏弛o.ooo.02o.04O.o6矗元秉澉(m%)图1摩擦系数曲线@一F一1;@一FM一2j@～FMI3;④一E鲁I. @一FM一5;@一蹦一⑦～FM—n@—FM一8j 图2同疆元素i盘度(m啪固2钢球磨癌直径曲线2.试验条件对FM-3,FM一4和FM一5臧摩剂的藏摩性和抗磨性的形响考察各个试验条件的影响时,均以含2m%硼化物的油样进行对比.1)载荷对撼摩抗磨性的影响不同载荷条件下,基础油,FM一3,F1.Ⅶ一4和FM一5 的摩擦系数如图3所示.基础油摩擦系数随载荷的增加略有增大.FM-3,FM一4和FM—n石油炼箭5的摩擦系数随载荷的增加也有所增大,但不明显.载荷从58.8N(6k)增加弼4901q(50kgf)时,FM-3,FM-4和FM-5的减摩效果变好,分别从19,32%和28增加到25,40%和36%.钢球磨痕直径与载荷的关系见图4.基础油的钢球磨痕直径随载荷增加而增大.载荷大于294,.3N(30k)时,钢球磨痕直径增大尤为明显.FM-3,FM-4和FM_5的钢球磨痕直径随载荷增角I也有增大的趋势,但远不如基础油那样显着.因此,FM一3,FM-4和FM-5从低负荷到中负荷都具有减摩性和抗磨性,在较高的载荷下,其性能则会更好一些.田3摩擦系数与载荷的关系曲缋0一基础油j@～=F-3}0一=FM一●;国—吨FM—II困●,5,6周戴请(x●?8l霸4磨裹直径与载{奇的关系曲钱2)试验温度对减摩性和抗磨性的影响在不同温度条件下,基础油,F一3,FM一4和FM一5的摩擦系数如图5所示.基础油的摩擦系数随温度上升有所增大,但增加幅度不大.FI'~-3和F一5的摩擦系数在低温时较大.温度高于80℃时,摩擦系数则大幅度地降低,温度为120X3时达到最低.FI'~-4的摩擦系数在温度大于1O0℃时,则有所上舟.FI'~-3和FM-5的减摩效果随温度上升而增大.FM-4在温度低于100X3时,减摩效果随温度上升而增大,温度高于100X3时,减摩效果略有下降,但不很明显.从而说明,F强一3,FM-4和FM一5在较高温度下仍有相当好的减摩性.锕球磨癌直径与温度的关系曲线见图6.噩度(℃'田5摩攘系数与强度鹘关系曲线..a..F二|n.6霉9-●..I■■∞0mⅢ■皇''c)用6磨裹直径与疆度的关系曲线一≤一垂一^_虮斑-第t期石油炼翻?t0?由图6可见,温度低于100~C时.基础油的钢球磨痕直径随温度变化而变化,小于100~C 时,锕球磨痕直径随温度变化而改变不大,大于100~C时钢球磨痕直径随温度上升而迅速增大.FM一3,F}I一4和FM一5的钢璩磨痕直径随温度变化不大.由此说明,在较高温度下,F'Ⅵ一3,FM一4和FM-5仍具有相当好的抗磨性.3)转速对减摩性和抗磨怪的影响不同转速条件下,基础油,FM-3,Fh4和FM-5的摩擦系数和钢球磨痕直径的变化见表2.从表2可看出,基础油的摩擦系数基本上不随转速变化而变化.而FM-3,FM-4和FM-5的摩擦系数在低转速时较大,高转速时则较小.它们的减摩效果从低转速时的20%左右上升到高转速时的4O左右.因此它们在高转速下具有更好的减摩性.基础油在低转速和中转速时的钢球磨痘直径比高转速时的小.F~I-3的钢球磨痘直径随转建增大而有所增大.FM一4的钢球磨痕直径几乎不受转速影确.FM?5的钢球磨痕直径虢转述增大而有所降低.表!建对藏摩性和抗痞性的影响浊棒组成144O加^浓度泼窜效果窘鹿直径减摩效果磨痕直径减摩效果磨嚣加剂代号摩擦系数摩擦系数摩擦系数(瑚)()(mm)()(mm)()(mm)Fl一32o.09oi6o.40o.083弛0.拈o.0683B●.60F臣_|2o.085抽o.62o.o7o35O.52o.oB836O.64Fms2o.O8o25o.58o.072驺o.50o.06242a.5:基础油一0.106一O.620.1Or一o.S0o.IO6O.73(无舔加剂)《乱挂.'鬟-———}A.基础毡———.时(^,0"20∞5g∞彻r————.r————1———r——f_}J||f,—鞋m鉴0.'薹o.鲥问(mi-)时村(mI-)豳7试验时间对摩擦系数的影响d'石油炼制4)试验时间对摩擦系数的影响基础油,FM一3,F_Ⅵ一4和F_Ⅵ一5的摩擦系数随试验时间变化的曲线如图7所示.由图7中A曲线可知,基础油的摩擦系数变化不大,约在0.109B,C和D曲线分别为FM-3,FM一4和¨【一5的摩擦系数曲线,曲线形状基本相似.在开始阶段,其摩擦系_数与基础油的摩擦系数几乎相同.约20mha后开始下降到一定的数值并保持平稳.这一结果表明.在该试验条件下,减摩剂需经过一段磨合期才能在摩擦表面形成边界润滑膜而起减摩作用.5.减摩斋|作用机理的初步探讨基础油,FM-1,FM一3和FM一6经摩擦磨损试验后钢球磨痕表面的俄歇能谱分析结果见图8一I1.试验条件t载荷392N;温度80X3,转建为1440r/rain.由图8可见,基础油试验后钢球表层的铁元素浓度随溅射时间的增加而迅速增大,2min后浓度达70.氧元素和碳元素的浓度随溅射时间的增加而越聋智V魁拦蛰智≤二蠢射时闫Emjn圈8钢球磨痕表面的俄歇能谱分析结果(基础油)藏射时间(in)圈9钢球磨痕表面的俄歇能谙分析结果(O.013%FM-1)降低因此,所形成的表面膜的成分为铁的氧化物和一些含碳的化合物,其摩擦系数较大.摧蘑智CO歪拦H_鹫智霉图l0钢球辔痕表面的般敏能潜分析结果(0.013%FM一6)0246gtO硅射时问(min)图n钢球磨痕表面的俄歇能谱分析结果(0.014FM-3)由图9,10可见,FM?l和FM一6试验后钢球表层硼元素增加,但溅射对问5mln后硼元素的浓度分剐降低到5%和8以下,表面膜中仅有少量含硼的氧化钧,因而有一定的减摩效果.图I为FM-3试验后钢球磨瘊表面的俄歇能谱分析结果.与图8—10相比鞍,其有三个特点;(1)铁元素在表层的浓度随溅射时间的增长而增大.但增大的幅度较小,9min后铁元素的浓度仍低于50}(2)氧元素在表层的浓度鞍大,溅射时间9rain后,其浓度在30%以上,(3)硼元素在表层的浓度较大,溅射时间9rain后,其浓度在I3以上,而且硼元素浓度与氧元素浓度有着相同的变化趋势显然,表面膜中含硼的氧化物含量较高,因而减摩教果较第4期石油炼制?45?好.FM-4和~'M-5的摩擦磨损试验后锕球磨痕表面的俄歇能谱分析结果类似于FM一3的分析结果.有机硼化物减摩剂的减摩作用机理,从钢球表面膜的俄歇能谱分析可以看出,在很^程度E取决:表面膜中含硼的氧化物的含量,含硼的氧化物多,则减摩效果好:据文献报道,结晶BzO.具有较低的熔点,而且具有二维片状结构,见图12.层与层之间的滑动阻力较小,摩擦表面的切向应力较小,因而降低摩擦.同时,硼的氧化物减少了摩擦表面金属的直接接触,所以降低磨损.FM一1,F~~-2,FM一6,F卜7和FM__8由于摩擦表面含硼的氧化物较少.另外,这几种有机硼化物可能存在腐蚀磨损,导致钢球唐痕直径比基础油的磨痕直径大.硼化物中硼原子为sP2杂化,在垂直于杂化平面方向有一个2P李轨道,而羟基中氧原子具有孤对电子,与硼形成配价键,使羟基上的氢具有较强的离解能力,显示较强的酸性",图12Bo.的二维片状结构.一B原子j?一.原子表5水解安定性的试验结果永层总酸值油层总醢值{由品粘度变化铜片腐蚀性油样名称变亿(珂gKOH/g)(mgKOH/g)0℃10D℃生重外观()()(mg/c巾.)基础油O.3{0.040.20.60.1】2e基础油+ImF2~l-3碱性0.09I.12.50.30】b基础油+2巾FM—碱性0.101.23.00.?Ib基础社+1巾%FH一48?57D.020.2—1.00.271a基础油+2mFM-49.850.050.4—1.20.2la基础曲+1皿F58.600.030.2—1.80.01a基础曲+2皿FNI-s】0.57D.0{0.6一1.90.1Dla造成腐蚀磨损.如FM一2中羟基的离解t FM一3,FM4中咪唑啉结构在试验过程中可能分解成酰胺,它们和FM-5一样,分子中的胺基可以和硼形成配价键,而不产生离解能力强的氢,因而不存在腐蚀窘损.-一o\/一/,o--~-7f>/,o--COCCOC一/,N一,N一/\/\ 或c=/N14一-C甄c-.NH/,N—c/\同时,由于摩擦表面含硼的氧化物较多,所以具有一定的抗磨性.4.藏摩剂的水解安定性和防锈性能FM3.FM一4和F~~-5的水解安定性试一HH一一H●CC●一一oE—B\/o0一一H●C●C一一HH+H一1●●●HH一一H●C●C●一一oo\B\/oo一一HC●C,一一HHJ—r-_._____'l.拍?石油炼{辫I989年验结果见表3.为了考察水解试验对其摩擦磨损性能的影响.对水解前后它们的减摩性和抗磨性也进行了对比,结果见表4.由表4可看出,FM一3,FM-4和FM-5经水解试验后,虽然披摩效果有所降低.但仍然具有一定的减摩效果,而抗磨效果经水解试验后反而有所加强.由此说明FM-3,FM一4和F'~-5具有一定的水解安定性.但在实际应用过程中i还应注意避免接触过多的水防锈试验结果见表5.分别添加2m的FM-3,14和FM一5的油样均能通过ASTMD665A方法的规定指标.说明它们均有较好的防锈性能.寰4水癣试验前后试浊的藏摩性和抗磨性油祥名称摩擦系数减摩效果磨痕直径降低率斌卑效果磨瘟直径降低率()(巾m)()摩擦景数()(mm)()基础油O.1的—O.67一0.105一0.T8一基础曲+2mFl~-30.08324●.532l0.090l●0t5j班基础油+2mFM--40.075310.5222O."01t0.6O:,基础油+2mFM,.-SO.077200.6O100.085l,●.喜3I-注:四球机摩擦磨损斌驻条件{载荷392N(40kgf);温度80℃i转速1440r/试验时间60mia?寰5防铸试验结果I曲祥名静j试验结果基础油严焉罘蔹§臻'出现基础油十2m~FM-3无锈基础油十2mFk[-4无锈基础岫2mFM,.-5无镑四,结论●1.不同化学结构的有机硼化翰减摩jl|具有不同的摩擦磨损性能.FM一1,FM一2,Ml~-7和F3I-?8的减摩性较差,无抗磨性.FM-6具有一定的减摩性,但无抗磨性.FM一3,FM-4和FK一5具有较好的减摩性.而且具有一定的抗磨性和防锈性.2.试验载荷,温度,辖遗和时间都会影响FM一3,FM-4和FM-5的摩擦磨损性能, 它们在较高温度或较高转速试验条件下的减摩效果更好.3.有机硼化物减摩剂主要是通过在摩擦表面分解形成含硼的氧化物膜而起减摩作用.参考文擞[1)Andrew.G,Papay,,E%?,39(T),1983,419--426.(1)高士禧,德细化工信息》l9,19851一l,(3)加贺各峰夫'化学工业》J32(1),a981,3O一33.(4]bopeEKo,JJ.B-,XⅡ脚Ⅱ"Tfo00硼Ton.*r*BⅡMf』,(3),l98,41--42[5)UsPa,'j4O66;~475732;43T671~.[6)赞德纳,A,w.,《表面分析方按,'茸防工业出般社.1t}84.[)赫斯洛普,R.B,.琼斯,K.,《高等无机化学》'人凳教育出版社,1981.[BLee,J,D.,《新编无机fE学,人民教育出履社,tj8:.。
新型金属硼酸、磷酸、硼磷酸盐的合成、结构与性质的开题报告
新型金属硼酸、磷酸、硼磷酸盐的合成、结构与性质的开题报告一、选题背景金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐是一类重要的无机化合物，具有多样化的应用前景。
它们在催化、能源储存、光学、药物等领域中有着广泛的应用。
近年来，基于金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐的新型材料不断被开发出来，成为研究的热点。
本文旨在研究新型金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐的合成、结构和性质，为深入了解该类无机化合物的基础特征及其应用提供参考。
二、研究内容1. 合成金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐的方法论，包括传统的固相法、溶液法等方法以及近期发展的水热法、微波法等。
2. 通过理论计算或实验方法分析新型金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐分子结构、晶体结构以及晶体的生长机理和生长条件等。
3. 系统研究新型金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐的理化性质，包括热力学性质、光学性质、电学性质等。
4. 结合上述工作，对应用前景进行评估和探索。
例如，提高金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐在光催化反应、电化学储能等领域中的应用作用。
三、研究方法1.化学合成法：通过反应物的适当配比进行反应得到所需金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐。
2.理论计算法：利用量子力学计算软件对金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐进行第一性原理计算及模拟计算。
3.物理测试法：利用物理测试手段对合成的金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐的性质进行测试，例如热分析、紫外分光光度计、电化学测试等。
四、预期目标与意义1. 系统了解硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐的结构、性质和各种相互作用方式，有助于进一步探索其在催化、光催化、电化学储能、药物等领域中的应用。
2. 探索新型材料制备的关键技术及其发展趋势，为未来设计、制备具有理想性能的新型金属硼酸盐、磷酸盐和硼磷酸盐提供思路。
3.获得基本的实验和数据分析技能，积累实验室经验，提高研究水平，提升个人科研素质和就业能力。
硼酸 分子量
硼酸分子量
硼酸，化学式H3BO3，是一种无机化合物，其分子量为61.83g/mol。
它是由硼、氧和氢元素组成的三元化合物，具有许多重要的化学和物理性质。
本文将从硼酸的结构、性质、制备方法和应用等方面进行介绍。
1. 硼酸的结构
硼酸的结构由一个硼原子、三个氢原子和三个氧原子组成。
硼原子与三个氢原子形成共价键，氢原子与氧原子形成极性氢键。
这种结构使得硼酸具有酸性和氢键性质，能够与其他物质发生反应。
2. 硼酸的性质
硼酸是一种白色结晶固体，在常温下可溶于水。
它具有酸性，可以与碱反应生成盐和水。
硼酸也具有缓冲性质，能够稳定溶液的pH 值。
3. 硼酸的制备方法
硼酸可以通过多种方法制备。
一种常见的方法是将硼矿石与硫酸反应，生成硼酸和硫酸盐。
另一种方法是将硼酸酐与水反应，生成硼酸。
此外，还可以通过硼酸酐的加氧反应或脱水反应制备硼酸。
4. 硼酸的应用
硼酸在许多领域都有广泛的应用。
在农业方面，硼酸可以作为植物营养剂，促进植物生长和提高产量。
在玻璃工业中，硼酸可以用作
玻璃添加剂，改善玻璃的耐热性和抗冷冻性。
此外，硼酸还可以用于制备化学试剂、药物和防火材料。
总结：
硼酸是一种无机化合物，其分子量为61.83g/mol。
它具有特殊的结构，由硼、氧和氢元素组成。
硼酸具有酸性和氢键性质，能够与其他物质发生反应。
它可以通过多种方法制备，主要应用于农业、玻璃工业和化学工业等领域。
硼酸的研究和应用对于促进农业生产、改进材料性能和推动科学发展具有重要意义。
硼酸盐在聚脲润滑脂中摩擦学性能的研究
润 滑 与密 封
ＬＵＢＲＩ ＣＡ１Ｉ ’ ＯＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
ＮＯ ． ２ ０ Ｖ ０１
第３ ５卷 第 １ 期 １
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Ｄ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ． ２ ４— １０ ２ １ ． １ ０ ８ Ｏ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ０ １ ． １ ｓ
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硼烷和硼酸盐的结构
B
HGe O3--1. 3 Ge<-1. 1Ge H4
Sn(OH)62 +-0.96 Sn(OH)24 - -0.91 Sn
PbO2 0.28 PbO -0.576 Pb
2019/6/20
刘晓瑭
8
11.3 锗锡铅
• 11.3.1 单质 • 11.3.2 含氧化合物 • 11.3.3 卤化物和硫化物
GeCl4＋2H2
Ge＋4HCl
再用电解法提纯
Sn的制备 SnO2＋2C
Sn＋2CO
Pb的制备
2PbS＋3O2 PbO＋C
煅烧 2PbO＋3SO2 Pb＋CO
制得铅电解提纯
2019/6/20
刘晓瑭
10
2. 物理性质
锗单质是灰白色金属，硬而脆，结构类似于金刚石。
锡单质 有三种同素异形体：
286 K
434 K
Pb 154 84
715.4 1449.9 3081
2.33
-0.126
2019/6/20
刘晓瑭
7
A
约 GeO2
-0.3Ge2
+
约 Ge
-0.3Ge
H4
-0.13
Sn4 + 0.15 Sn2 + -0.1364 Sn
PbO2 1.46 Pb2+ -0.1263 Pb
1.685 PbSO4 -0.3588
2019/6/20
刘晓瑭
9
1. 存在与制备
Ge：自然界存在极少，以GeS2伴生于其它矿。
Sn：SnO2 锡石，Pb： PbS 方铅矿，PbCO3 白铅矿。
Ge
2GeS2＋3O2
煅烧 2GeO2＋3SO2
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实验与研奔硼酸盐类极压抗磨剂结构分析Structure characterization and analysis of the colloid borate EP anti-wear agent
牛治刚(兰州石化职业技术学院，甘肃
兰州
730060)
摘要：采用溶剂萃取和柱层析的分离方法，使用红外光谱、质谱等现代仪器分析技术，对高档润滑脂中常用极压抗磨剂一
胶体硼酸盐的组成和结构进行了较为详尽的分析和研究，不同产品结构不尽相同 其中，样品中有分散剂直接分散的硼酸盐，
也有表面修饰剂修饰的硼酸盐，这导致添加剂在润滑油脂中的极压抗磨性能存在一定的区别
关键词：添加剂；结构分析；分离；胶体硼酸盐
Abstract: Using solvent extraction and column chromatography as a separation method, and using infrared spectroscopy, mass
spectrometry and other modern instruments as an analysis technique, the composition and the structure of usual extreme pressure anti-wear agent used in high-grade lubricating grease------the colloid borate were analyzed and studied in detail, different product
structure is not the same, among these samples, there are dispersed borate agent directly scattered, surfactant modified borate. This leads to additive in lubricating oil extreme pressure and anti-wear performance exist certain
differencc
Keywords: additives; structure analysis; separation; extreme pressure anti-wear agent; colloid borate
中图分类号：TE 624.8+2 文献标识码：B 文章编号：
1003-8965(2019)02-0082-02
润滑油脂添加剂是各种高级润滑油之精髓，能赋予基 础油脂特殊性能叫新型高效多功能无毒添加剂的开发一 直是工业化国家摩擦学研究的重点之一⑵，胶体硼酸盐就 是其中的一种。
美国Chevron公司在70年代初研制了胶
体硼酸钾添加剂0LOA-9750, 90
年代初又推出了改进
后的胶体硼酸钾添加剂l3lo这类添加剂已经广泛应用于节
能工业齿轮油中，特别是用其调配出超GL-5性能的车辆 齿轮油一切。冃前，胶体硼酸盐在润滑脂中也表现出特殊
的极压抗磨性能，与传统的含活性元素的硫、磷挤压抗磨 剂相比，胶体硼酸盐不破坏润滑脂的胶体结构，不存在腐 蚀作用，同时与其它添加剂复合使用能够起到增效作用。 因此，了解胶体硼酸盐的结构和性能之间的关系以及控制 胶体硼酸盐极压抗磨剂产品质量势在必行。本工作采用溶剂萃取和柱层析等分析方法，配合使 用红外光谱、核磁共振氢谱和电子轰击源质谱等分析手段， 对润滑脂中的常用胶体硼酸盐极压抗磨剂的组成和结构进 行了较为详尽的分析和研究，确定了其结构组成，对研 究新型高档润滑脂添加剂提供了重要信息。1实验部分1. 1试剂和材料石油醸、苯、甲苯、二甲苯、乙醸、丙酮、二氯甲烷、 三氯甲烷、无水乙醇、甲醇等均为分析纯。硅胶：280 ~ 154pm,青岛海洋化工厂。薄层用硅胶：HF254,青岛 海洋化工厂。1.2仪器、设备日本Hitachi公司TM-1000SEM型扫描电子显微镜 (SEM/EDS )；日本 SUGA Test Instruments Co.公司 CT-3型湿润试验机；岛津Anatar-360型傅里叶变换红 外光谱仪，澳化钾压片，波谱范围400 ~ 4000cm"；美 国 Perkin-Elmer 2400- II 元素分析仪。2结果与讨论2.1添加剂的元素含量分析首先，对三个样品及从其中分离的无机硼酸盐进行了 元素分析，三个样品元素含量存在差别性，说明它们可能为 三种不同类型的胶体硼酸盐极压抗磨剂。其中样品1分离 出的无机硼酸盐的元素含量与三硼酸钾盐的理论元素含量 基本一致，说明其可能是三硼酸钾，样品2分离出的无机 盐与四硼酸钾的理论元素含量相近，但有一定的区别「这可 能是由于四硼酸钾中结晶水导致的，样品3分离出的硼酸 盐测出的元素含量在两者之间，可能是两种结构的盐的混合 物。同时，样品
1、样品2和样品3还含有除钾、硼、氧等
元素，
可能是在制备过程中引入的分散剂、
乳化剂等带入的
。
2.2组分的分离与提纯
通过溶剂萃取、
乳化等方法对其进行分离，有机相的
分离必须通过柱层析的方法。对分离出的基础油进行了色
谱及族组成分析，分离出的有机化合物进行了红外
、气质、
凝胶色谱和核磁等分析，对分离出的固体无机盐进行红外、 元素含量、核磁硼谱等分析。通过以上的分析基本确定了
三个样品的组成与结构。
2.3红外光谱的初步定性分析
对原样分离后的固体无机盐和液体有机样品进行红外 分析。可以看出，三个样品的红外特征吸收峰不尽相同，
表明三个样品的结构存在区别。
其中样品
1和2
分别在
3381cm-1和3419cm
-1
处有明显地0-H
特征吸收峰，这
是胶体硼酸盐中无机盐中结晶水的特征吸收。样品1和
3
中1704cm-1
和1711cm
1
处的吸收峰为炭基的特征吸收
峰，可能是无灰分散剂的官能团引入的
。
C=C双键的特征
吸收峰可能是在制备过程中引入的乳化剂所致。
2.4气质、质谱分析
对分离出的有机物进行气质、质谱分析。样品1中蒸
憾没有得到较轻的有机物，样品
2和样品3
蒸憾得到少量
的较轻有机物，样品2和样品3中较轻的有机物分别为油
酸和乙醇胺类的表面活性剂。
3结语基金项目：牛治刚(1973.3),男，汉族•兰州人，中共党员/学士/教授，从事有机化工教学研究
。
82(下转第93页)兵g隹与研奔施加预应力，完成立柱施工回。立柱施工中，必须严格遵
循施工组织设计的要求，不可凭借经验盲目施工、
也不可
以为了赶进度而走捷径，以避免安全隐患的出现。同时， 不同的工程项目，施工要求与实际情况存在着巨大的差异，
因此，也要根据工程实际情况，对
IPSI法进行合理调整，
以确保IPS工法的效果。
2.2.2.2三角托架施工
使用钢材质三角托架，三角托架施工过程中
，
严格遵
循相关技术规范的要求进行安装，这也是确保三角托架施
工质量的前提。对三角托架进行安装的时候，应先将连接
部位清理干净，确保没有杂质、清洁之后，方可进行安装，
以保障施工安全。做好充足的准备之后
，便可以焊接三脚
架，
严格控制焊接流程，确保整体稳定性。控制三角托架
的上围標中心线保持在同一水平面上，
确保连接位置的牢
固性，横杠水平度、
长度均要满足实际使用要求
。
2.2.2.3支撑围標安装
围標是IPS工法施工中的一项重要环节，
一般是分段
逐次安装围標，也就是按照支撑架设顺序，对围標进行逐 段吊装。
对围標的安装进程与安装质量
，也要进行分步控
制，一个小步骤完成之后便进行质量验收，
质量合格之后
方可进行下一步骤，把握好每一个细节，
保障支撑围標安
装质量⑷。支撑围標安装结束后，对立柱、三角托架的稳 定性进行再次核对、校正，在两者之间的连接部位应用高 强度螺栓连接起来，确保整体的安全性。
2.2.2.4托座、支撑梁安装
本工程托座与支撑梁主要采取焊接工艺，
必须满焊，
要求焊缝高度M8毫米。
托座与支撑梁安装过程中
，应注
意控制托座的垂直度、支撑梁的水平标高，
以确保整体的
牢固性、稳定性。
2.2.2.5角撑安装
安装角撑之前，先在地面对角撑进行预拼接，
并对预
拼接之后支撑顺直度进行测量，确保合格后，按照具体的 部位吊装就位。角撑安装过程中
，
如果加压端放置空档有
多余空间，则需要应用相应厚度的钢板进行垫紧、贴密
，
避免支撑体系受力之后而出现的偏心问题。
2.2.2.6鱼腹梁安装
在地面拼接安装鱼腹梁，
做好安装记录，严格根据规
范章程进行安装，遇到问题的时候及时与技术人员讨论， 并制定合理的解决方案。
2.2.27施加预应力
IPST法施工中，各种构件安装完成之后，
需施加预
应力，坚持分区、分级以及循环的预应力施加原则
。
检查
各部件螺栓是否紧固连接，检查围护体系与围標的连接状
态，角撑
、对撑加压，张拉钢绞线。
2.2.3基坑施工监测结果
有计划性地监测基坑施工质量。
本工程基坑施工全
过程安全、可控，且体现了 IPS工法减少钢材、
节省造
价、施工方便、缩短工期、节能减排
、
安全可靠、经济合
理的优势。
相比较于传统混凝土支撑
，
IPS工法缩短工期
40%、减少造价20%,
具有理想的应用效果与价值。
3结语综上所述，装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑技术在基
坑支护中有着良好的应用价值。实际应用过程中，重点控
制立柱桩施工、三角托架施工、支撑围標安装、
托座与支
撑梁安装、角撑安装、
鱼腹梁安装
、施加预应力的质量，
以确保装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑的应用效果。
参考文献[1] 祝向群，赵妍
，方锐.预应力鱼腹梁钢结构支撑在
深基坑体系中应用的优势分析[J].建材发展导向，
2017,
15 ( 20 ) : 83-85.
[2] 张宇.装配式预应力鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中
的应用[J].建筑技术开发，2017, 44 ( 12 ) : 70-71.
[3] 王凯.预应力鱼腹梁钢支撑基于Midas/GTS
软件
的数值分析[J].山西建筑，2016, 42 ( 06 ) : 77-79.
[4] 周善荣.装配式预应力鱼腹梁钢支撑在深基坑支护
中的应用[J].城市建筑，
2013 ( 24)
： 82+85.
作者简介：李传红,1984.12,女，山东济宁人，副教授，
本科，研究方向：建筑工程；
(上接第82页)
通过对三个样品的分析，基本上确定了样品中每个组 分的结构，其中样品1为分散剂直接分散的三硼酸钾盐， 样品2为油酸表面修饰的四硼酸钾盐，样品3为乙醇胺类
表面修饰剂和分散剂共同作用的四硼酸钾盐和三硼酸钾盐 的混合物。胶体硼酸盐是一种优良的硼酸盐型极压抗磨剂，专用
于润滑脂，具有无毒，无味，耐高温，适宜制备环境友好
型多效能润滑脂。
在润滑脂中与其它极压添加剂复合使用
剂量少，可降低成本、提高产品性能，是一种科技含量高 的极压抗磨剂，