聚乙二醇-2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑共聚物摩擦性能的研究

石油化工2002年第31卷第11期.PETROCHEMICAL TECHNOLOGY887.聚乙二醇-2 5-二巰基-1 3 A-噻二唑共聚物摩擦性能的研究葉文玉程鐵峰郭新勇于麗張治軍黨鴻辛(河南大學(xué)潤滑與功能材料實(shí)驗室河南開(kāi)封475001 )[摘要]在大分子主鏈中引入s、N等具有抗磨活性的雜原子,可改善聚合物作為潤滑添加劑的摩擦學(xué)性能。在四球摩擦試驗機上考察了該聚合物作為高水基潤滑添加劑的摩擦性能。用掃描電子顯微鏡對鋼球摩擦表面形貌進(jìn)行分析結果表明，該聚合物具有較好的極壓抗磨性能。[關(guān)鍵詞]2 5-二巰基-1 3 A-噻二唑聚乙二醇共聚物摩擦學(xué)性能[文章編號] 1000- 8144 2002 )11- 0887 - 03 .[中圖分類(lèi)號] 0613.51.[文獻標識碼] A雜環(huán)化合物由于具有緊密穩定的結構,而具備一站;甲苯-2 A-二異氰酸酯上海華東試劑工業(yè)供定的承載能力和潤滑性能,尤其是含s和N的雜環(huán)銷(xiāo)公司。以上試劑均為分析純。2 ,5-二巰基-化合物更具有良好的摩擦性能1-10。如2 5-二巰1 3 A-噻二唑參照文獻11]自制?；?1 3 A-噻二唑及其衍生物就具有-定的耐極壓用Avatar 360 型傅里葉紅外光譜儀,Exstar性能和良好的抗磨損性能11-13]。但目前對于雜環(huán)化6000型熱分析系統表征噻二唑聚合物的形貌和結合物摩擦性能的研究大多集中于小分子化合物和油構。在MRS- 1J型四球摩擦試驗機和MRS- 10A基添加劑上對于含雜環(huán)的聚合物和水基無(wú)磷無(wú)鋅潤型四球摩擦試驗機上評價(jià)其抗磨和極壓性能。實(shí)驗滑添加劑的研究還有待于進(jìn)一步深入。本研究合成條件為轉速1450 r/min室溫，時(shí)間30 min。最大了-種主鏈含巰基噻二唑環(huán)的共聚物，以期改變25無(wú)卡咬負荷( Pp值按照GB3142- 82測定,所使用-二巰基-13 A-噻二唑在水中不能分散的缺點(diǎn),的鋼球為Gr15二級標準鋼球(上海鋼球廠(chǎng)).直徑并評價(jià)了該聚合物在水中的摩擦性能。12.7mm。用JSM-5600LV型掃描電子顯微鏡( SEM對鋼球摩擦表面形貌進(jìn)行分析。1實(shí)驗部分1.2共聚物的制備1.1 試劑與儀器聚乙二醇-2 5-二巰基-1 3 A-噻二唑共聚聚乙二醇( Mw= 400),上?；瘜W(xué)試劑采購供應物的制備反應式如下:OCNHO+CH2CH2OCH20H:HJ--NCO OCN--NHCO -0+CH2OCH2O方NHCO-NCOCH- -(A)CH3us- fCONH、,NHCO- -S--S-CONH、NHCO-0-CH2CH2OCH2CH20分CHs'中國煤化工取0.2 mol新蒸餾過(guò)的甲苯-2 A-二異氰酸拌下.MYHCNMHQ的石油醚溶液控制酯溶于干燥的石油醚中然后加入到干燥的反應瓶滴加速率,使反應溫度保持在30~ 35%C。滴加完畢中。取0.1 mol 干燥過(guò)的聚乙二醇加入100 ml干[收稿日期] 2002-03-12[修改稿日期] 2002-04 - 22。燥的石油醚充分攪拌使其完全分散于石油醚中置[作者簡(jiǎn)介]葉文玉( 1950- )男河南省開(kāi)封市人大學(xué)副教授電于100 m{社捶滴液漏斗中反應體系密封。在攪話(huà)0378 - 2865410。石由化工888●PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2002年第31卷后將反應溫度升至50~55 C攪拌反應2h。待擴2結果與討論鏈后得兩端帶有異氰酸酯基的聚乙二醇聚合物A，保持其密封干燥。圖1為2 5-二巰基-1 3 4-噻二唑( a)和共聚取0.1 mol 聚合物A加入干燥的反應瓶中然物試樣b烴KBr壓片的紅外光譜圖從圖1可看出,后加入干燥的三氯甲烷100 ml ,并使其完全分散噻二唑雜環(huán)的特征振動(dòng)峰在圖1a和圖1b中分別出開(kāi)。取0.2 mol2 5-二巰基-1 3 A-噻二唑溶于現在1452.27 cm-1和1450.03 cm-1 ,C- -S伸縮振動(dòng)60 ml三氯甲烷中并置于干燥的恒壓滴液漏斗中。峰分別出現在715.22 cm-'和 707.25 cm-1 ,與文在攪拌下,于 30 C下向反應瓶中滴加25-二巰基獻12]值相符合。在圖1b中2869 .68 cm-'為C-H的-1 3 A-噻二唑三氯甲烷溶液控制滴加速率使伸縮振動(dòng)峰3296.07 cm-l為N- -H的伸縮振動(dòng)峰,反應溫度保持在30~35 C ,加完后升溫至50~ 551644.67 cm- '是酰胺I帶C= 0伸縮振動(dòng)峰,1535 .24C攪拌反應3h。降至室溫用甲醇將共聚物沉淀、cm~ 1是酰胺I帶N- -H彎曲振動(dòng)峰,1599. 83 cm- 1為析出。再用甲醇洗滌,重復3次然后真空干燥得苯環(huán)的骨架振動(dòng)峰,從紅外光譜分析可以確認實(shí)驗合淺黃色粉末狀聚乙二醇-2 5-二巰基-1 3 A-噻成了預期的聚合物。二唑共聚物產(chǎn)物可分散于三氯甲烷等溶劑中。聚合物試樣的熱失重和差熱曲線(xiàn)(升溫速率5040 t30+3020F0t4000 350030002500 2000 1500 1000 5004000 350030002500200015001000 s00Waveoumbers/cm4Waveounbers/em-'圖1 25-二疏基-1 3 A-噻二唑< a和共聚物b )的紅外光譜圖Fig.1 The FTIR spectra of25- dimercapto- 1 3 4 - thiadiazold a ) and copolymer( b).10C/min)如圖2所示。從失重曲線(xiàn)可以看出試樣荷(Pp值)純水的Pp值為97N聚合物質(zhì)量分數在240~340C有較大的質(zhì)量損失(約65%),與之為1.5%時(shí),P:值高達618 N是水的6倍多?？梢韵鄬牟顭崆€(xiàn)在321.3C出現一較大的放熱看出加入聚合物可以極大地提高水的Pp值。聚峰這是由于聚乙二醇氧化所至差熱曲線(xiàn)在552 C合物具有良好的極壓承載能力的原因可能是在摩擦的放熱峰及試樣在500~ 560 C的質(zhì)量損失是異氰表面生成了比較牢固的S和N的復合膜。酸酯氧化所引起的,從以上表征可以看出聚合物具有良好的熱穩定性。700600圖3為聚合物試樣在不同添加量下的無(wú)卡咬負50032.3C004552.s C03002200100”營(yíng)10-2中國煤化1工25ray.3 PoN2020FYHCNMHG圖3最大無(wú)卡咬負荷( Pp值)10.0 200.0300.0 400.0 500.0 600.0Fig.3 Pg value of water with various amountTermperature/Cof copolymer.圖2共聚物的熱分析曲線(xiàn)( Poly0.1 ~ Poly2.0 means the mass fraction of萬(wàn)京數據A and TC curves of cpolymer.polymeris0.1% ~2.0% )第1期葉文玉等聚乙二醇-25-二巰基-1 3 A-噻二唑共聚物摩擦性能的研究889.圖4為在實(shí)驗時(shí)間30 min ,負荷為300 N時(shí)的荷,1450 r/min ,30 min條件下GCr15鋼球磨斑表面聚合物不同添加濃度與磨斑直徑(WSD)的關(guān)系曲形貌的掃描電子顯微鏡的SEM照片。從圖5可以線(xiàn)。由圖4可見(jiàn),當聚合物質(zhì)量分數為0.5% ~看出添加試樣以后磨斑表面比較平整犁溝較淺，1.0%時(shí)抗磨效果最好,磨斑直徑在0.68 mm以擦傷程度較輕。下當聚合物質(zhì)量分數大于1.0%時(shí)隨聚合物添加3結論量的增大磨斑直徑逐漸增大造成這種現象的原因還有待進(jìn)-步研究。本研究合成的主鏈含巰基噻二唑環(huán)和聚乙二醇圖5是聚合物質(zhì)量分數為1%時(shí),于300N負且在水中能較好分散的聚合物具有優(yōu)良的極壓抗磨性能能顯著(zhù)改善水的減摩抗磨作用在中高負荷下不失為一種性能優(yōu)良的水基極壓抗磨添加劑。0.850.80參考文獻點(diǎn)0.75[1] Singh T Singh R ,Verma V K ret al.[J]. 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