| 题名 | 烷基咪唑磷酸酯离子液体润滑剂的设计、制备及摩擦学性能研究 |
| 作者 | 张霖 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-18 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 梁永民 |
| 关键词 | 功能化离子液体 润滑剂 摩擦学性能 润滑抗磨机理 Functionalized ionic liquids lubricants tribological properties lubricating and anti-wear mechanism |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 本论文设计制备了三个系列含磷酸酯官能团的烷基咪唑离子液体，并研究了它们的理化和摩擦学性能，取得了以下主要结论： 1. 分别以较高产率合成了磷酸酯基取代咪唑新型离子液体化合物，产物结构经表征得到证实。研究了离子液体的物理化学性能，结果表明，同普通离子液体比较，所合成的离子液体具有粘度较高、密度相当以及热稳定性能较好等特点。 2. 评价了所合成的离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能，结果表明，与常用润滑剂相比，功能化离子液体具有优良的减摩抗磨性能和较高的承载能力。离子液体的阳离子以及咪唑环上的取代烷基碳链长度均对摩擦学性能产生影响。 3. 磨斑表面分析表明，摩擦过程中功能化离子液体润滑剂首先通过物理吸附附着在摩擦副接触表面，活性官能团与金属基底作用生成化学吸附膜，进而在摩擦剪切力、外逸电子以及瞬间温升等因素的影响下发生摩擦化学反应，在磨斑表面形成含有机配合物、氮化物以及磷氧化物等的边界润滑膜，起到降低摩擦和磨损的作用。 4. 研究发现，含活性官能团的离子液体在不同条件下对摩擦副的润滑机制基本一致。含磷酸酯官能团磷酸丁酯型离子液体的咪唑阳离子和烷基的碳链长度对离子液体的摩擦学性能具有明显的影响。碳链长度越长，摩擦系数和相应的磨损体积越小。在相同试验条件下，磷酸丁酯离子液体PBO润滑下的磨损体积最小。结构相似的磷酸丁酯型离子液体较磷酸乙酯型离子液体具有更优异的抗磨和减摩特性。离子液体中阳离子和阴离子在摩擦过程中均发生不同程度的分解，并同摩擦副发生复杂的摩擦化学反应。 5. 与未功能化的离子液体相比，含磷酸酯官能团离子液体与基底的结合力更强，可通过化学吸附和摩擦化学反应而在摩擦副接触表面形成致密的化学吸附层或稳定结构的边界化学反应膜，从而起到减摩抗磨作用。 |
| 学科主题 | 材料化学 |
| 公开日期 | 2012-11-05 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1654]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张霖. 烷基咪唑磷酸酯离子液体润滑剂的设计、制备及摩擦学性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
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