綠色水溶性添加劑的摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、目前，油基潤滑已廣泛使用于現(xiàn)代潤滑領(lǐng)域中。但隨著提高人們環(huán)境保護(hù)意識的不斷提高，加上石油資源的日益枯竭，以水代替油實(shí)現(xiàn)對機(jī)器的有效潤滑已經(jīng)成為摩擦學(xué)研究中一個(gè)重要的研究方向。水基潤滑液具有價(jià)格低廉、儲運(yùn)方便、不燃燒等優(yōu)點(diǎn)，從上世紀(jì)九十年代開始，已廣泛地應(yīng)用在金屬加工以及液壓傳動領(lǐng)域中。但由于水的黏度很低，導(dǎo)致水基潤滑劑在接觸區(qū)很難形成完整的潤滑薄膜，因此一般認(rèn)為水的潤滑性能不如油好。通過在水中加入各種水溶性潤滑添加劑，來改善水的摩擦學(xué)特

2、性。然而，值得指出的是，目前報(bào)道的水溶性潤滑添加劑大多是以常用的油基減摩、抗磨添加劑為基礎(chǔ)，通過在分子結(jié)構(gòu)中添加水溶性集團(tuán)以提高其在水中的溶解度而獲得的，因此，這類添加劑的使用可能會對環(huán)境造成一定的污染。因此，近年來關(guān)于新型水溶性潤滑添加劑的研究越來越多。本論文的工作主要涉及這一領(lǐng)域。
　　我們嘗試使用無毒、具有生物相容性和水溶性的聚乙烯吡咯烷酮、吐溫-80和丙三醇等三類化合物作為水基潤滑劑添加劑，在多種潤滑工況下，對水基潤滑劑的

3、耐磨抗磨特性進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析，以期獲得具有優(yōu)異的潤滑性能。水基潤滑劑實(shí)驗(yàn)取得了一定進(jìn)展，研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上研究聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液的摩擦學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其在低速低載荷條件下，擁有優(yōu)異的潤滑性能，它的添加大大地改善了水的潤滑性能，是有效的水基添加劑。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在PVP水基潤滑液中添加了鹽離子后，PVP溶液的潤滑性能可進(jìn)一步提高，并在一定濃度內(nèi)隨鹽濃度的增加，潤滑性能增強(qiáng)。
　　(2)在摩擦

4、磨損試驗(yàn)機(jī)上研究了吐溫-80(Tween-80)水溶液的摩擦學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吐溫-80水溶液在5％濃度時(shí)潤滑性能最佳，在載荷為4N時(shí)，鋼-鋼摩擦副的摩擦系數(shù)可以達(dá)到0.1以下。通過微機(jī)控制電液伺服四球摩擦試驗(yàn)機(jī)測試了吐溫-80水溶液的極壓性能，發(fā)現(xiàn)其在高載荷下仍然能進(jìn)行有效的潤滑。
　　(3)在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上研究了甘油（丙三醇）水溶液的摩擦學(xué)特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，甘油水溶液在玻璃基底上有優(yōu)異的潤滑性能，其摩擦系數(shù)最低可達(dá)到超滑狀態(tài)0