胆碱杂环二酸离子液体水润滑添加剂的制备及结构-性能关系研究

摘要：

以胆碱和杂环二酸为原料,在去离子水中原位制备了添加剂[Ch]2[Hdc],并研究了它们的摩擦学性能、腐蚀性、水生生物毒性与分子结构之间的构效关系.研究发现,水溶液的运动黏度随着水中生成的[Ch]2[Hdc]浓度的增加而增大,并且当[Ch]2[Hdc]的分子结构对称性较低、极性较大时,水的黏度增加值相对较大.这是由于添加剂分子极性较大时,分子间相互作用力较大,导致溶液的黏度增幅更大.摩擦学性能测试发现,当[Ch]2[Hdc]的浓度相对较低时,水溶液的减摩抗磨性能与[Ch]2[Hdc]分子在摩擦副表面的吸附能力有关,分子极性较大,吸附能力较强的[Ch]2[Hdc]可在摩擦副表面形成更为牢固的润滑保护膜,因而能有效改善水的减摩抗磨性能,反之则不能.当[Ch]2[Hdc]的浓度相对较高时,水溶液的减摩性能与其黏度呈反相关关系,抗磨性能则与其黏度呈正相关关系.这是由于润滑剂黏度相对较大时,其内摩擦力较大,因而表现出较高的摩擦系数,即较差的减摩性能;然而,黏度相对较大的润滑剂则可以在摩擦副表面形成更为牢固的润滑保护膜,因而表现出较低的磨损体积,即较好的抗磨性能.腐蚀试验结果表明,[Ch]2[Hdc]可显著降低水对金属基底材料的腐蚀性.毒性试验显示[Ch]2[Hdc]对绿藻和海虾毒性远远小于传统离子液体L-B104.

关键词：杂环二酸;离子液体;润滑剂;添加剂;摩擦学性能;生物毒性

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分类号：TH117.2

资助基金：国家自然科学基金;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开放基金

在线出版日期：2022-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：669-679