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烷基咪唑四氟硼酸盐离子液作为润滑剂的摩擦学性能

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离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐对化学镀铜的影响

离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐对化学镀铜的影响

加。电化学测试表明， 随着离子液体质量浓度的增大， 阳极氧化峰电位负移， 氧化峰 电流密度减小， 进 步显示 Ｐ １ 乙基 ．． （． ３ 甲基咪 唑四 氟硼 酸盐 ） 甲醛化 学镀 铜溶液 沉积速 率有抑制作 用。 对
一
关
键
词 ： 学镀铜 ；离子液体 ；溶剂 ； 积速 度 化 沉 文献 标识 码 ： Ａ
高 琼 ， 昝 灵 兴 ， 丁 杰 ， 孙 宇 曦 ， 王 增 林
（ 应用表面与胶体化学教育部重点实验室 陕西师范大学 化学化工学院 ， 陕西 西安 ７０６ ） １０２
摘 要 ： 甲醛化 学镀铜镀 液 中加入 离子液体 １ 乙基 一一 在 一 ３ 甲基咪 唑四 氟硼 酸盐 ， 究 了对化 学镀 铜 的影 研 响。结果表 明 ， 随着 离子 液体 质量 浓度 的增大 ， 学镀铜 溶液的 沉积速 率降低 ， 化 铜层 晶粒 细化 ， 电阻增 加 。环境扫描 电镜和 ｘ． 线衍射观察 测试表 明 ， 射 镀层表 面分布均 匀， 且在铜 （ ｌ） １１ 晶面成核 的趋 势增
（ ｅ ａ ｏａ ｒ ｆ ｐ ｌ ｄＳ ｒ ｃ Ｋ ｙＬ ｂｒｔ ｙ ｏ Ａ ｐｉ ｕｆ ｅ＆ Ｃ ｌ ｉ Ｃ ｅ ｉ ｒ ｏ ｅＭｉｉ ｒ ｏ Ｅ ｕａ ｏ ， ｃｏｌ ｆ ｈｍｉ ｏ ｒ ｅ ａ ｏ ｏｄ ｈ ｍ ｓ ｙ ｆｈ ｎｓ ｆ ｄ ｃｔ ｎ Ｓｈ ｏ ｏ ｅ ｓ ｌ ｔ ｔ ｔ ｙ ｉ Ｃ —
ｔｅｄｐ ｓ ｅ ｕｆｍ ｗ ｓｕ ｉ ｒ ｎ ｕ ｌ ｓ ｏｍ ｔ ｎｏ ｅＣ （ １ ｗ ｓｅｈ ｎ ｅ ｉ ｅａ ｄ ｉｎ ｈ ｅ ｏｉ ｄＣ ｌ ａ ｎｆ ａｄｎ ｃｅ ｒ ａｉ ｆ ｈ ｕ １ ） ａ ｎ ａｃｄｗｔ ｔ ｄ ｉｏ ｔ ｉ ｏ ｍ ｕｆ ｏ ｔ １ 与 精 饰

1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体用作润滑剂的探讨

1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体用作润滑剂的探讨
Ｂ 作 为 对 比 ， 讨 该 功 能 化 离 子 液 体 用 作 润 滑 Ｆ） 探
剂 的可能 性 。
图 １ ［ ＡＭＩ Ｂ ４的 合 成 路 线 Ｅ Ｍ］ Ｆ
在 Ｂ ｕ ｅ ｒ ｋ ｒＡＶＡＮＣ Ｉ Ｎ Ｒ 型 核 磁 共 振 仪 Ｅ１ Ｍ
上 对产 物进 行结 构表 征 ， 率 为 ４ ０ＭＨｚ 以重水 频 ０ ， 为 溶剂 ， 以四 甲基 硅烷 为 内标 。核磁 共 振 Ｈ 谱 的
将烧 瓶 置于 ６ Ｏ℃ 恒温 水 浴 中 ， 氮气 保 护下 滴 加 在
１ ４ｇ 约 １ １ｔｏ） 乙酸 乙酯 ， ８ （ ． １氯 ｏ 在搅拌 下加 热 回流 ５ｈ 反 应结 束后 液 体 分 层 ， 出下 层 液体 ， 乙 醚 ， 分 用
洗 涤 ４次 ， 减压蒸 馏 出 溶剂 丙 酮 和 乙醚 ， 再置 于真 空干燥 箱 中 ，Ｏ℃干 燥 １ ， 到 １ ５ｇ淡 黄 色液 ７ ０ｈ 得 ７ 体 即［ ＡＭＩ Ｃ ， Ｅ Ｍ］ １产率 约 ８ 。将 ２ ４ｇ １ｍｏ） ６ ０ （ １ ［ Ａ Ｍ］ １ Ｅ ＭＩ Ｃ 加入 到 ４ ０ｍＬ乙腈 中， ０ 向溶 液 中加 入 １０ｇ 约 １ｔｏ） Ｂ 室温 搅 拌 ４ ， 到 白色 １ （ １Ｎａ Ｆ ， ｏ ８ｈ 得 固体 和液 体 的混合 物 ， 滤 掉生 成 的 白色 固 体 ， 抽 向 滤 液 中加 人 ２ ０ｍＬ氯仿 ， 次抽 滤 ， ０ 再 移去 氯 仿 ， 得 到淡 黄色 黏稠 液体 ， 无 水 乙 醚 多次 清 洗 ， 减 压 用 再 蒸馏 除去 无 水 乙醚 和 溶 剂 乙腈 ， 于 真 空 干燥 箱 置 中 ， ０℃干燥 １ ７ ２ｈ以上 ， 到 １ ５ｇ淡 黄色黏 稠液 得 ２
（ 勤 工 程学 院 军 事油 料 应 用 与 管 理 工 程 系 ，重 庆 ４ １ １ ） 后 ０ ３ １

离子液体用作润滑剂的研究进展

离子液体用作润滑剂的研究进展
2. Log istica l Engine e ring Co lle ge , Cho ngqing 401311, C hina )
Ab str a ct: F rom the view po in t of sa ving ene rgy and p ro te c ting environm en t, ion ic liquid s are ca lle d gree n so lve nts be ca use of the ir spe c ia l p rop e rtie s w hic h m e e t the dem a nd s o f h igh p e rform a nce lubric ants. So the ionic liquids u se d a s lub rica nts w ill be the m a in c andida te fo r f rie nd ly e nvironm e nt and h igh pe rfo rm ance lubrica nts in the ne ar f uture. In this pape r, the com po sition, synthe tic m e thod s and typ e s o f ion ic liquid s a re de sc ribe d; M e anw hile , the tribolog ica l p rope rtie s and the lu2 brica tio n m e cha nism of io nic liquids use d a s lub rican ts o r a dd itive s a re in tro duc ed. A nd the tre nd s o f tribo lo gy re se a rch a re p ro sp ec ted.

四种烷基咪唑磷酸酯离子液体的热力学性质

四种烷基咪唑磷酸酯离子液体的热力学性质

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期四种烷基咪唑磷酸酯离子液体的热力学性质刘泽鹏，曾纪珺，唐晓博，赵波，韩升，廖袁淏，张伟（西安近代化学研究所氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室，陕西 西安 710065）摘要：针对烷基咪唑磷酸酯离子液体的热物性数据较少的问题，本文在常压下测定了1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐（[EMIM][DHP]）、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐（[EMIM][DMP]）、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐（[EMIM][DEP]）、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯盐（[BMIM][DBP]）四种烷基咪唑磷酸酯离子液体的密度、黏度（293.15~353.15K ）和电导率（293.15~343.15K ），并且测定了四种离子液体的热稳定性。

结果表明，离子液体的密度、黏度随温度的升高而减小，而电导率随温度的升高而增大。

采用自然对数方程关联四种离子液体的密度，根据实验值计算到了离子液体体积性质；采用VFT 方程关联离子液体黏度和电导率，其中密度与电导率的实验值与模型相关系数R 2达到0.9999，黏度相关系数R 2达到0.99999，实验测定的数据与模型一致；四种离子液体的热稳定性相近，分解温度均在271.9~278.6℃范围内；瓦尔登规则分析表明，四种烷基咪唑磷酸酯离子液体符合Walden 规则，而[EMIM][DMP]和[EMIM][DEP]被归类为“good ionic liquids ”。

关键词：烷基咪唑磷酸酯离子液体；密度；黏度；电导率；热稳定性中图分类号：TQ013.1 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1484-08Thermodynamic properties of four alkyl imidazolium phosphate ionicliquidsLIU Zepeng ，ZENG Jijun ，TANG Xiaobo ，ZHAO Bo ，HAN Sheng ，LIAO Yuanhao ，ZHANG Wei(State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals, Xi ’an Modern Chemistry Research Institute, Xi ’an 710065,Shaanxi, China)Abstract: The density, viscosity, and conductivity of 1-ethyl-3-methylimidazolium dihydrogen-phosphate ([EMIM][DHP]), 1-ethyl-3-methylimidazolium dimethylphosphate ([EMIM][DMP]), 1-ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate ([EMIM][DEP]) and 1-butyl-3-methylimidazolium dibutyl-phosphate ([BMIM][DBP]) ionic liquids were measured in the temperature range of 293.15K to 353.15K under ambient conditions. Some important volumetric properties, including the isobaric thermal expansion coefficients, molecular volume, standard entropy and lattice potential energy were calculated from the experimental density values. The thermal gravimetric analysis was performed in the temperature range of 35℃ to 700℃, resulting in thermal decomposition temperatures up to 271.9—278.6℃. The Walden rule analysis demonstrated that four phosphate ionic liquids complied with the Walden rule well, while [EMIM][DMP] and [EMIM][DEP] were classified as “good ionic liquids ”.Keywords: alkyl imidazolium phosphate ionic liquids; density; viscosity; conductivity; thermal stability研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1722收稿日期：2023-09-28；修改稿日期：2023-12-05。

含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质

含酯基功能化离子液体润滑剂的摩擦学性质

ＺＨ Ｕ ｙ ，Ｃ Ｈ ＥＮ ｇｏ ， Ｗ Ａ Ｎ Ｇ ， Ｓ Ｎ Ｇ ｏｎ ｉ ， Ｙ Ａ Ｎ Ｇ ｎ Ｌｉ ｅ Ｌｉ ｎｇ Ｂｏ Ｏ Ｈ ｇｂｎ。 Ｘｉ
ｔ ．Ｄｅ ｒｍｅ ｔｔ Ｍ ｉｉａｒ Ｏｉ ｐｌｃ ｔｏ Ｍ ａ ￡ ｍｅ ｔＥｎ ｎ ｅ ｉｇ ，Ｌｏ ｓｉａ Ｋｉｅ ｒｎ ｉｅ ｓｔ ｆ ＰＬＡ １ ｐａ ｔ ｎ ｝ ｌｔ ｙ ｌＡｐ ｉａ ｉｎ ８ ｎ￣ ｇｅ ｎ ｇｉｅ ｒｎ ｇｉｔ￣ ｌＥｎ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｕｎｖ ｒｉｙ ｏ Ｃｈ ｎ ｉ ｇ ４ ３ｌ ・（ ｎ ｏ ｇｑｎ ０１ １ Ｔ ａ；２ Ｓ ａｅＮｅ， ｂ ｒ ｔｒ ｊ Ｓｏｉ ｂ ｉａ ｉｎ，Ｌａｎ ｈ ｕ Ｉ ｓｉｕｅｏｒＣｈ ｍｉａ ｙｓ 。 ｈｉ ． ｔ ｔ ｆ Ｌａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ｌｄ Ｌｕ ｒｃ ｔｏ ｚ ｏ ｎ ｔｔ ｔ ｅ ｅ ｌＰｈ Ｒ Ｃｈｎ ｓ ａｄ ｍｙ ｏ Ｓｃｅ ｃｓ，Ｌａ ｚ ｕ７ ０ ０ ｉｅ ｅ Ａ（ ｅ ／ ｉｎ ｅ ｎ ｈｏ ３ ０ ０，Ｃｈｎ ｉａ；
文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ － ７ ９ ２ １ ． ２ ０ ３ ｏ ：１ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ０ １８ １ ． ０ １ ０ ． ２ 中 图 分 类 号 ：ＴＨ １ ． １ １ ７
Ｔｒ ｂ ｌ ｇ ｃ ｌＢｅ ａ ｉ ｕ ｆ ａ ｔ ｒ Ｇｒ ｕ ｎｃ ｉ ｎ ｌｚ ｄ Ｉ ｎ ｃ Ｌｉ ｕ ｄ ａ ｂ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｉ ａ ｈ ｖ ｏ ｒ ｏ ｎ Ｅｓ ｅ ’ ｏ ｐ Ｆｕ ｔｏ ａ ｉ ｅ ｏ ｉ ｑ ｉ ｓ ａ Ｌｕ ｒ ｃ ｎ
含 酯 基 功 能 化 离 子 液 体 润 滑 剂 的摩 擦 学 性 质
朱 立 业 ，陈立 功 ，王 博 。 ，宋 翊 彬。 ，杨 鑫

离子液体作为钢_聚四氟乙烯润滑剂的摩擦学性能研究_郭月霞

离子液体作为钢_聚四氟乙烯润滑剂的摩擦学性能研究_郭月霞
[22-24]
基底材料的磨损和腐蚀, 表现出优异的润滑性能
.
由此推断, 氮磷类离子液体也可用于聚合物材料的润 滑 . 同时有研究表明 , 将离子液体作为聚碳酸酯、尼 龙6、聚苯乙烯、聚酰亚胺等聚合物的内、外部润滑 剂都可以明显提高其抗磨能力
[25-29]
1.3
表面分析
摩擦磨损试验结束后, 用石油醚超声清洗下试盘,
162
摩 擦 学 学 报
第36 卷
Key words: ionic liquids, steel/polytetrafluoroethylene contact, friction-reduction and wear-resistance, tribochemical reaction
聚四氟乙烯(PTFE)是工程塑料的一个重要品种, 由四氟乙烯聚合而成, 分子中碳氟元素以共价键形式 结合, 这种独特的化学结构, 使得PTFE具有优异的耐 腐蚀性、密封性、化学稳定性、电绝缘性和良好的 抗老化能力. 因此PTFE在化工领域及其他一些相关行 业中得到广泛应用, 如作为各类密封材料、轴承、耐 腐蚀衬里、活塞环和绝缘薄膜等. 但是, PTFE也存在 一些固有的缺陷 , 如机械性能较差、线膨胀系数较 大、耐蠕变性能差、导热性差和加工性能较差等
第2 期
郭月霞, 等: 离子液体作为钢 - 聚四氟乙烯润滑剂的摩擦学性能研究
163
0.3 eV, 以污染碳中的C1s结合能284.80 eV作为内标.
频变载条件下的试验, 考察运动速率和载荷对聚四氟 乙烯摩擦行为的影响 . 首先 , 考察了滑动速率对其摩 擦学性能的影响 . 图 2 为不同润滑油润滑下摩擦从图2(a)可以看出: 在试验的开 始阶段 , 摩擦系数曲线随频率的变化出现波动 , 随着 试验的进行逐渐达到平稳状态, 而且四种润滑油的摩 擦系数均随着频率的增加而下降 . 另外 , 在 10~20 Hz 试验时, 三种极性离子液体和PAO的摩擦系数较为接 近 , 而在高频 30 Hz 条件下 , BMIM-DBP 、 L-P104 和 PAO 的摩擦系数达到最低 , 约为 0.03, BA-DBP 约为 0.042. 相反, 在干摩擦条件下, 摩擦系数随频率的增加 持续上升, 当试验频率增至30 Hz时, 摩擦系数达到了 0.7左右. 观察图2(b)不同润滑剂润滑下的磨损体积对 比柱状图可以看出, 干磨条件下的磨损量是润滑油存 在时磨损量的10倍, 而离子液体润滑下的磨损体积与 PAO 试验时的磨损体积相近 . 从以上结果得出 , 当载 荷一定时, 极性离子液体和非极性润滑油PAO均能适 用于高速运行条件下的聚四氟乙烯润滑. 2.2.2 离子液体在恒频变载下的摩擦学性能 由上述变频试验结果可看出: 在高频20~30 Hz条 件下, 4种润滑油的摩擦系数较低. 因此开展了润滑油 在高频(25 Hz)条件下随载荷变化的摩擦学试验. 图3 为不同润滑油润滑下的摩擦系数变化曲线与磨损体 积对比柱状图. 从图3(a)可以看出, 离子液体和PAO在 三种载荷下的摩擦系数为0.01~0.04, 而干摩擦条件下 的摩擦系数在0.1~0.3范围内波动, 明显高于四种润滑 油润滑下的摩擦系数. 三种离子液体中L-P104的摩擦 系数和磨损体积最小. 磷酸酯类离子液体和PAO润滑 下的磨损体积相近 , 明显低于干磨条件下的磨损量 .

咪唑四氟硼酸盐离子液体中磷钼酸掺杂聚吡咯薄膜修饰电极的制备及其电催化活性

ｏｆ Ｐｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｂ ｙ ａ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ ｗｉ ｔ ｈ １ － ｂ ｕｔ ｙ ｌ 一 ３ 一 ｍｅ ｔ ｈｙ １ ｉ ｍｉ ｄ ａ ｚ ｏ ｌ ｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｆ ｌ ｕ ０ ｒ ｏｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｐ ｏ ｌ ｙ ｐ ｙ ｒ ｒ ｏ ｌ ｅ ｆ ｉ ｌ ｍ ｄ ｏ ｐ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｍｏ ｌ ｙ ｂ ｄ ａ ｔ ｅ（ Ｐ Ｍｏ １ ２ ）ｗａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ
王文敏， 李章林， 鄢 浩
（ 上海大学 环境与化学工程学院 ， 上海 ２ ０ ０ ４ ４ ４ ）
摘
要： 以１ 一 丁 基一 ３ 一 甲基 眯唑 四 氟 硼 酸 盐 （ Ｂ ＭＩ ＭＢ Ｆ ） 离 子 液 体作 为介 质 ， 利 用 电化 学 方 法 在 铂 电极 表 面制 备 了
磷 钼酸 掺 杂 聚 吡 咯 薄 膜 ； 采 用 扫 描 电 子显 微 镜 观 察 了 所 制 备 的薄 膜 的形 貌 ， 利用热重分析评价了其热稳 定性 ， 利 用 循 环 伏 安 法 测 定 了 其 电 化 学 活 性 和 对 甲醇 的 电催 化 氧 化 活 性 ．结 果 表 明 ， 与 传 统 的硫 酸 溶 液 相 比 ， 以Ｂ ＭＩ — ＭＢ Ｆ 离 子 液 体 作 为反 应 介 质 制 备 的 修 饰 电极 的表 面形 貌 更 均匀 ， 电化 学 活 性 和 对 甲醇 的 电催 化 氧 化 活 性 更 强 ． 关键词 ： 离子液体 ； 磷 钼酸掺杂 ； 聚吡咯薄膜 ； 修饰电极 ； 制备 ； 电催 化 氧 化 活 性 中 图分 类号 ： Ｏ ６ ３ １ ． ５ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ —１ ０ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ３ —０ ２ ７ ７ 一Ｏ ４

离子液体润滑剂的摩擦学研究


对钢／ 、 铝 、 铜 、 单 晶硅 、 陶瓷 以及 陶 钢 钢／ 钢／ 钢， 钢／
瓷／ 陶瓷等多种摩擦副具有 良好 的润滑作 用。离子
液体润滑下的摩擦因数极低 ， 其抗磨减摩性能优于
收稿 日期 ：０ ８ ９—１ ２０ —０ ９
作者简 介： 朱立业（ ８ 一） 男， 勤工程 学院油料 应用工程 系 １３ ， 后 ９ 在读硕士研 究生 ， 主要从 事润滑油及其添加剂等方面的研 究工作
自从 ２ ０世纪 ４ ｏ年代 以来 ， 子液 体 以其 自身 离 的优 势 正 成 为 当 代 化 学 科 学 的前 沿 和 研 究 热 点 。
目前 空 间机械 常用 的磷 嗪 （ ｘ—ｌ） Ｐ 和全 氟聚 醚 （ Ｆ Ｐ．
Ｐ ） 滑剂 ， Ｅ润 是一 类极 具发 展前 途 的多功 能 润滑 剂 。
离子液体又称室温离子液体或室温熔融盐 ， 是指在
室 温或 室温 附近 温度 下呈 液态 的 ， 全 由正 负 离子 完 构成 的盐 ， 具 有 很 多 分 子 溶 剂 所 不 具 备 的优 点 ， 它 如 不易燃 易爆 、 点低 、 发性 低 、 氧化 性 好 和热 熔 挥 抗 稳 定性 高等 特点 … ， 这使 得它 作 为 理想 的绿 色溶 剂 在 有机催 化 与合成 、 电化学 和分 离 过程 等 领 域得 到 了广泛关 注 。 同时 ， 些特 点 与理 想润 滑 剂 所期 望 这
荷下 ， 其抗磨损能力表现更好 。此外， ］ 他们还合
２ ２
合 成 润 滑 材 料 Ｓ Ｎ Ｈ Ｃ ＵＪＲＣ Ｎｒ ３ ５卷第 ４ 期
为表现也 不一样 ， 拥有较 长碳链 的离 子 液体其 粘 度 更大 ， 以摩擦 因数较 高 、 所 减摩性 能 较差 ， 在高 负 但

离子液体在工业中的应用

ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ １２ ４５离子液体在工业中的应用肖恩楠（西安石油大学石油工程学院，陕西　西安　７１００６５）摘　要：由于离子液体无异味，不能燃烧，蒸汽压极低，因此可减少因挥发而产生的环境污染问题。

另外还具有较好的热稳定性和良好的溶解性。

在石油工业中，离子液体可以作为驱油剂，在石油进行三次开采后作为进一步驱油，在由原油开采时形成的乳状液中也可以作为破乳剂使用；在食品工业中，离子液体可以作为新型的萃取剂在食品工业中使用；在润滑工业中，离子液体由于其特有的黏性和低蒸气压的特性，能够作为空间润滑剂在恶劣的环境中工作，随着对离子液体的研究越来越多，相信离子液体能够在以后的工业中得到更多的发展。

关键词：离子液体；采收率；破乳；提取；润滑中图分类号：ＴＱ０２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１２－１４５－０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙＸｉａｏＥｎｎａｎ（Ｓｃｈｏｏｌｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａａｎｘｉＸｉ＇ａｎ７１００６５）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｈａｓｎｏｐｅｃｕｌｉａｒｓｍｅｌｌ，ｃａｎ＇ｔｂｕｒｎ，ａｎｄｈａｓｖｅｒｙｌｏｗｖａｐｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｉｔｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｈａｓｇｏｏｄｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｇｏｏｄｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｔｈｅｐｅｔｒｏｌｅｕｍｉｎ ｄｕｓｔｒｙ，ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｏｉｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｇｅｎｔ，ｆｕｒｔｈｅｒｏｉｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｆｔｅｒｔｈｒｅｅｔｉｍｅｓｏｆｏｉｌｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｎｅｍｕｌｓｉｏｎｆｏｒｍｅｄｂｙｃｒｕｄｅｏｉｌｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎＩｎｔｈｅｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｎｅｗｅｘｔｒａｃｔａｎｔｓｉｎｔｈｅｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｉｎｔｈｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｓｐａｃｅｌｕｂｒｉｃａｎｔｓｉｎｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｕｎｉｑｕｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｌｏｗｖａｐｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ，ｉｔｉｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｈａｔｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｉｎｄｕｓｔｒｙｍｏｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄ；ｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｉｏ；ｄｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ１　离子液体在石油工业中的应用在以往的油田原油的生产中，油田经过二次开发以后，原油的采收率就已经很低了，因此需要采用一些额外的方法来提高原油的采收率。

功能化离子液体润滑剂的合成及其润滑性能研究

Ｌ ｇｓ ｉａ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｆ Ｐ Ａ，Ｃｈ ｎ ｑ ｎ ０１ １ ｏ ｉｔ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｎ ｖ ｒ ｉ ｏ Ｌ ｃ ｎ ｙ ｏ ｇ ｉｇ４ ３ ｌ，Ｃｈ ｎ ｉａ；
Ｐ ｔｏ ｉａ Ｌ ｎ ｈ ｕ Ｌ ｂｉａ ｉｇ ＯｉＲ＆Ｄ Ｉｓ ｉ ｔ ｅ ｒ Ｃｈｎ ａ ｚ ｏ ｕ ｒ ｔｎ ｌ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ，Ｌ ｎ ｈ ｕ７ ０ ６ ｔ ａ ｚ ｏ ３ ０ ０，Ｃｈｎ ） ｉａ
ＺＨＵ Ｌ —ｙ ， ｉ ｅ ＣＨＥＮ ｉ ｏｎ ， Ｌ —ｇ ｇ ＳＯＮＧ Ｈｏ ｇ—ｂ ｎ ｎ ｉ ，ＺＨＯＵ Ｘｉｇ ＹＡＮＧ Ｘｉ ｎ ， ｎ
（ Ｄｅ ｔ ｆＭ ｉａ ｙ ＯｉＡｐ ｌ ａ ｉｎ ＆ Ｍａ ａ ｅ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ． １ ｐ ．ｏ ｌ ｒ ｌ ｐｉ ｔ ｉ ｔ ｃ ｏ ｎ ｇ ｍｅ ｔＥ ｇｎ ｅ ｉ ｎ
朱立业 陈立功 宋翊彬 周星 杨鑫 ， ， ， ，
（ ． 勤：程学 院军事油 料应 与管理 程 系 ， １后 【 ｝ ＝ ｆ ｊ 重庆 ４ １ １ ； ０ ３ １
２ ．中 国 石油 兰州 润 滑油 研 究 开 发 中 心 ， 肃 兰 州 ７０ ６ ） 甘 ３ ００
摘要 ： 通过两步法合成了含酯基官能团的功能化离子液体 １一乙酸乙酯基 一 ３一甲基 咪唑四氟硼酸盐 （ Ｅ Ｍ Ｍ］ ） 用 核磁 ［Ａ Ｉ Ｂ ， 共 振和红外光谱对其进行 了结构表征 ； 对其作 为润滑剂的物化性质进行 了测定 ， 并选择 了含有相 同烷基 的传统离子液体 １ 一丁 基 一 ３一甲基 咪唑四氟硼 酸盐 （ Ｂ Ｍ］ Ｆ ） ［ ＭＩ Ｂ ４ 进行对 比； 四球机上 评定两种 离子液体 的承载能力 ， Ｓ Ｖ摩擦磨损 试验机上 在 在 Ｒ 评价 了两种离子液体 的润滑性能 ， 并选择低蒸气压 的含 氟润滑 剂全氟 聚醚 （ Ｆ Ｅ） Ｐ Ｐ 作为对 比。结 果表 明 ： 常温下 ， 在 两种离子
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第21卷　第6期摩擦学学报V o l 21,　N o 62001年11月TR I BOLO GYN ov ,2001烷基咪唑四氟硼酸盐离子液作为润滑剂的摩擦学性能刘维民,叶承峰,王海忠,余来贵(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,甘肃兰州　730000)摘要:制备了烷基咪唑四氟硼酸盐离子液并考察了其作为钢 钢、钢 铝、钢 铜、钢 单晶硅、钢 陶瓷及陶瓷 陶瓷等摩擦副的润滑剂时的摩擦学性能.结果表明,离子液润滑下的摩擦系数极低,其抗磨减摩性能优于膦嗪及全氟聚醚等添加剂,是一种很有前途的多用途润滑剂.关键词:烷基咪唑四氟硼酸盐;离子液;润滑剂;摩擦学性能中图分类号:O 634.3+.1文章标识码:A文章编号:100420595(2001)0620482203 就目前的技术而言,一般的润滑剂只适用于特定的摩擦副及特定的工况条件.例如,含醇或脂肪酸等添加剂的润滑油对铝或陶瓷能起到很好的润滑作用,但对钢 钢摩擦副的润滑效果不佳.因此,开发适用于多种摩擦副的通用润滑剂一直是工业界的梦想.离子液(I on ic liqu id )具有一些特殊的性质,如极低的挥发性、很高的热稳定性、不可燃及熔点低等[1,2].作为一种新颖的绿色溶剂,离子液近年来在有机合成及催化等领域引起了广泛关注[3,4].而离子液的上述特性也正是理想润滑剂的必备条件.我们合成了烷基咪唑的四氟硼酸盐离子液,并与低蒸气压的含氟润滑剂膦腈(X 21P )和全氟聚醚(PFPE )润滑剂对比,初步评价了其摩擦学性能.1　实验部分烷基咪唑的四氟硼酸盐离子液按文献[4]合成,其分子结构见图1.在Op ti m o l SRV 型摩擦磨损试验机上评价所合成的离子液在较高载荷下的摩擦学性F ig 1　M o lecular structure of the i onic liquid of alkyli m idazo lium tetrafluo robo rate图1　烷基咪唑四氟硼酸盐离子液的分子结构能,选用频率25H z ,振幅1mm ,试验时间30m in .在D FPM 型静2动摩擦系数精密测定仪上测定其在较低载荷下的摩擦学性能[9],选用滑动速度100mmm in ,单向滑动行程9mm ,法向载荷0.5～3N .两种试验机的摩擦副接触形式均为球2盘接触,上试球均为SA E 52100钢球或Si 3N 4球,下试盘为SA E 52100钢盘或A l 2024铝、青铜、Si O 2单晶、单晶硅Si (100)及sialon 陶瓷盘.用PH I 25702型多功能X 射线光电子能谱仪(XPS )表征试盘磨斑表面典型元素的结合状态,采用M g 2K Α激发源,通过能量为29.35eV ,结合能测量精度为±0.3eV .2　结果与讨论不同摩擦副在中等载荷(50N )、不同润滑剂润滑下的摩擦磨损试验结果如表1所示.可以看出,在较高载荷下(SRV 试验机),各种摩擦副在离子液润基金项目:国家杰出青年基金项目(59825116).收稿日期:2001206212;修回日期:2001208210 联系人刘维民,e 2m ail :wm liu @ns .lsl.ac .cn .作者简介:刘维民,男,1962年生,博士,研究员,博士生导师,目前主要从事材料摩擦磨损及摩擦化学研究.表1　几种摩擦副在L106、X-1P及PFPE润滑下的摩擦系数Table1　Fr iction coeff ic ien ts for several fr ictional pa irs lubr icated with var ious lubr ican ts i n SRV and D FP M testsF ricti onal pair (ball disk)L106X21P PFPESRV D FPM SRV D FPM SRV D FPMSteel Steel0.0650.0820.0980.1000.1450.12 Steel A l0.0400.0950.1280.330--Steel Cu0.0250.0450.1170.1100.1450.120 Steel Si O20.0600.0750.1100.1050.1320.115 Si3N4 Si O20.0830.0600.1150.1050.1320.120 Steel Si(100)0.0500.0850.1020.0900.1450.120 Steel Sialon0.0650.0650.1000.0900.1200.110 Si3N4 Sialon0.0650.0800.1050.0900.1300.115滑下的摩擦系数均很低,这说明离子液是一种通用润滑剂.在较低速度和较低载荷下(D FPM试验机),尽管摩擦系数有所增大,但离子液润滑下的摩擦系数同样很低.表2列出了L206的润滑下钢 钢摩擦副在不同载荷下的摩擦磨损试验结果.可以看出,离子液对应表2　L206,X-1P and PFPE润滑下钢 钢摩擦副的摩擦系数和磨损体积损失Table2　Fr iction coeff ic ien ts and wear volu m e loss of steel steel pa ir lubr icated with L206,X-1P and PFPEp NF ricti on coefficientL206X21P PFPEW ear vo lum e lo ss 10-4mm3L206X21P PFPE2000.0600.0700.1200.050.070.60 3000.0550.0650.1100.222.211.90 4000.050-0.1050.39-5.03 5000.045--0.45--6000.045--0.53-- “-”:L ubricati on failure. “-”:润滑失效.于最低的摩擦系数和磨损体积,且其承载能力很高(1000N),而X21P和PFPE则在400N和500N时发生卡咬.为什么离子液表现出如此优异的摩擦学性能呢?我们推测可能是由于离子液的特殊结构所致.离子液在摩擦过程中很容易吸附在新生的摩擦副表面,形成有效的边界润滑膜.在较高载荷下,在接触区域表面的离子液部分分解,形成氟化物和含硼化合物,从而起到抗磨减摩作用.如采用XPS分析在钢 钢摩擦副表面检测到了FeF2及B2O3,而在钢 Sialon陶瓷摩擦副表面甚至检测到了BN.3　结论钢 钢、钢 铝、钢 铜、钢 单晶硅、钢 陶瓷及陶瓷 陶瓷等摩擦副在离子液润滑下的摩擦系数极低,离子液的抗磨减摩性能优于X21P和PFPE,是一种很有前途的多用途润滑剂.参考文献:[1]W elton T.Room2temperature i onic liquids.So lvents fo rsynthesis and catalysis[J].Chem R ev,1999,99:207122083.[2]　Earle M J,Seddon K R.I onic liquids——Green so lvents fo rthe future[J].Pure&A pp l Chem,2000,72:139121398. [3]　O livier H.R ecent developm ents in the use of non2aqueous i onicliquids fo r two2phase catalysis[J].J M o l Catal A:Chem ical,1999,146:2852289.[4]H agi w ara R,Ito Y.Room temperature i onic liquids ofalkyli m idazo lium cati ons and fluo roani ons[J].J F luo rineChem,2000,105:2212227.[5]　陈云霞,刘维民.溶胶2凝胶法制备的Zr O2薄膜的摩擦学性能研究[J].摩擦学学报,2001,21(4):2742278.384第6期刘维民等:　烷基咪唑四氟硼酸盐离子液作为润滑剂的摩擦学性能484摩　擦　学　学　报第21卷Tr ibolog ical Behav ior of the Ion ic L iquid of A lkyli m idazoliu mTetraf luoroborate as an Add itiveL I U W ei2m in,YE Cheng2feng,W AN G H ai2zhong,YU L ai2gu i(S tate K ey L aboratory of S olid L ubrication,L anz hou Institu te of Che m ical P hy sics,Ch inese A cad e m y of S ciences,L anz hou730000,Ch ina)Abstract:I on ic liqu id of alkyli m idazo lium tetrafluo robo rate w as p rep ared and evaluated as a k ind of p rom ising versatile lub rican t fo r the con tact of steel steel,steel alum inum,steel copper,steel Si O2,Si3N4 Si O2,steel Si(100),steel sialon ceram ic,and Si3N4 sialon ceram ic.A s the resu lts,the syn thetic i on ic liqu id show s excellen t tribo logical behavi o r and is sup eri o r to pho spho rzene and p erfluo ropo lyether in ter m s of fricti on2reducti on ab ility and load2carrying cap acity.Key words:alkyli m idazo lium tetrafluo robo rate;i on ic liqu id;lub rican t;tribo logical behavi o r。