CN114315669A - 甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法与应用 - Google Patents
甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114315669A CN114315669A CN202210034860.1A CN202210034860A CN114315669A CN 114315669 A CN114315669 A CN 114315669A CN 202210034860 A CN202210034860 A CN 202210034860A CN 114315669 A CN114315669 A CN 114315669A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lubricating oil
- oil additive
- hmta
- methionine
- methionine amide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 38
- GSYTVXOARWSQSV-BYPYZUCNSA-N L-methioninamide Chemical compound CSCC[C@H](N)C(N)=O GSYTVXOARWSQSV-BYPYZUCNSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 title description 4
- -1 tert-butyloxycarbonyl Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 90
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims description 70
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- FFEARJCKVFRZRR-UHFFFAOYSA-N L-Methionine Natural products CSCCC(N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229930195722 L-methionine Natural products 0.000 claims description 10
- 229960004452 methionine Drugs 0.000 claims description 10
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 claims description 9
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 6
- ASOKPJOREAFHNY-UHFFFAOYSA-N 1-Hydroxybenzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N(O)N=NC2=C1 ASOKPJOREAFHNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 5
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000005931 tert-butyloxycarbonyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(OC(*)=O)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 4
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical class [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 125000000393 L-methionino group Chemical group [H]OC(=O)[C@@]([H])(N([H])[*])C([H])([H])C(SC([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 abstract description 5
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 abstract description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 99
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 39
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 39
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 27
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 9
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 3
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 3
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 3
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011275 oncology therapy Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
本发明涉及一种甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法与应用，润滑油添加剂的结构式如下：
本发明通过使用邻苯二甲酸酐、叔丁氧羰基保护的L‑甲硫氨酸和正烷基胺作为起始原料，目的产物可以分散在许多基础润滑油中，添加剂可以凝结液体石蜡、PAO10、PAO40、500SN、150BS等基础润滑油。本合成方法设计出的润滑油添加剂可有效提升润滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法，属于凝胶材料领域，具体的涉及一种可以凝结液体石蜡、PAO10、PAO40、500SN、150BS等基础润滑油，从而实现提升润滑油润滑性能的添加剂及其合成方法。
背景技术
有机小分子凝胶因子可以自发地自组装成3D网络，将液相固定起来，变成柔软的类固体凝胶，在过去的几十年里引起了人们极大的兴趣。其自组装的动力来源主要是包括氢键、π-π堆积和范德华相互作用在内的非共价分子间相互作用。这些弱相互作用使得有机凝胶具有多重刺激响应特性。目前已在药物输送、癌症治疗、催化剂、生物材料、手性与能量转移、传感器、污染物清理等多个领域得到了深入研究。最近，将有机小分子凝胶因子作为基础润滑油中添加剂使用引起了人们的特别关注。目前，有几种有机小分子润滑油添加剂可使多种润滑油凝胶化，生成的凝胶润滑剂与常用的商用基础油相比，可以显著降低滑动过程中接触表面的摩擦磨损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法。该润滑油添加剂可通过在基础润滑油中的少量添加，包括PAO10、PAO40、150BS和500SN，对基础润滑油具有良好的凝胶能力和润滑性能的提升。
本发明还提供一种甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂在制备凝胶润滑剂方面的应用。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂，其结构通式如下：
上述甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的合成方法，包括如下步骤：
(1)依次加入L-甲硫氨酸、1-羟基苯并三唑、脂肪胺及三乙胺后用无水的二氯甲烷搅拌，滴加(1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺进行反应；所述L-甲硫氨酸为叔丁氧羰基保护的L-甲硫氨酸；
(2)调节pH为酸性，萃取柱层析分离，将柱层析分离得到的产物中加入三氟乙酸、二氯甲烷溶解搅拌；
(3)调节pH为弱碱性，萃取后加入邻苯二甲酸酐用丙酮溶解搅拌，后重结晶得到最终产物。
进一步地，所述L-甲硫氨酸、1-羟基苯并三唑、长链胺、三乙胺及(1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺的摩尔比依次为1:1:1:2:1。
进一步地，所述步骤(2)中，在柱层析分离前用饱和碳酸钾溶液调节pH约为2～3。
进一步地，所述步骤(1)中，滴加于(1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺时需在0℃的冰水浴中，缓慢滴加，滴加完毕撤去冰水浴，常温下搅拌过夜。
进一步地，所述步骤(3)中，用1摩尔/升的盐酸溶液调节pH约为8～10。
进一步地，所述步骤(3)中，重结晶操作时用少量丙酮溶解后缓慢滴加到大量石油醚中，析出白色固体，溶液变为乳白色悬浊液后进行冲洗干燥，得到最终产物。
上述甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂在制备凝胶润滑剂方面的应用，按如下步骤实施：将甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂加入到基础油中，加热溶解，自然冷却，静止20分钟以上，即得目的产物凝胶润滑剂。
进一步地，所述甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的质量百分含量为1～10％；所述基础油的质量百分含量为90～99％；加热溶解温度为：120～200℃，加热时间为5～20分钟。
进一步地，：所述基础油为500SN、150BS、PAO10或PAO40等。
本发明通过使用邻苯二甲酸酐、叔丁氧羰基保护的L-甲硫氨酸和正烷基胺(碳链长度为6-16)作为起始原料，设计合成了一系列的化合物HMTA(碳链长度为6-16)。本发明的这些化合物可以分散在许多基础润滑油中形成凝胶润滑剂，添加剂HMTA(碳链长度为6-16)可以凝结液体石蜡、PAO10、PAO40、500SN、150BS等基础润滑油。通过本合成方法设计出的新型自组装机制润滑油添加剂，可有效提升润滑性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明开发设计了一系列甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂，其对石蜡、PAO10、PAO40、500SN、150BS等基础润滑油具有良好的凝胶能力和润滑性能的提升。
2.本发明通过对凝胶因子和其在石蜡、PAO10、PAO40、500SN、150BS等基础润滑油中的红外吸收光谱测试，在石蜡、PAO10、PAO40、500SN、150BS等基础润滑油中形成凝胶以后酰胺键上的N-H和羰基特征吸收峰均发生了明显的红移。凝胶因子酰胺键上的N-H和羰基特征吸收峰也都发生了不同程度的红移现象，表明形成凝胶以后凝胶因子分子中的酰胺键之间形成了分子间氢键，束缚了二者的伸缩振动幅度，使得其红外特征吸收峰发生了偏移，同时也可以证明氢键是形成凝胶自组装过程中的主要驱动力。
3.本发明凝胶润滑剂具有比基础润滑油更好的润滑性能。该润滑剂良好的摩擦学性能表明，HMTA作为润滑添加剂在降低摩擦磨损方面具有潜在的应用前景。并制备出一系列新型有价值的凝胶润滑剂。
4.本发明采用SRV-IV对添加了HMTA的基础油进行了摩擦学性能方面的测试，并使用电镜和三维白光干涉表面形貌仪对磨痕、磨斑进行了分析。
附图说明
图1 HMTA16的核磁共振氢谱图；
图2 HMTA16粉末、HMTA16在150BS、HMTA16在500SN和HMTA16在PAO10中的傅里叶红外光谱；
图3 150BS基础油和添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的SRV微振摩擦磨损试验：改变载荷，实验条件：25HZ，25℃，每5min改变一次载荷(100，200，300，400，500，600，700N)；
图4 500SN基础油和添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的SRV微振摩擦磨损试验：改变载荷，实验条件：25HZ，25℃，每5min改变一次载荷(100，200，300，400，500，600，700N)；
图5 PAO10基础油和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的SRV微振摩擦磨损试验：改变载荷，实验条件：25HZ，25℃，每5min改变一次载荷(100，200，300，400，500，600，700N)；
图6 150BS基础油和添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的SRV微振摩擦磨损试验：改变频率，实验条件：300N，25℃，每5min改变一次频率(15，25，35，45Hz)；
图7 500SN基础油和添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的SRV微振摩擦磨损试验：改变频率，实验条件：300N，25℃，每5min改变一次频率(15，25，35，45Hz)；
图8 PAO10基础油和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的SRV微振摩擦磨损试验：改变频率，实验条件：300N，25℃，每5min改变一次频率(15，25，35，45Hz)；
图9 150BS基础油和添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的SRV-IV微动摩擦磨损试验：改变温度，实验条件：300N，25HZ，每5min改变一次温度(35，65，95，125℃)；
图10 500SN基础油和添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的SRV-IV微动摩擦磨损试验：改变温度，实验条件：300N，25HZ，每5min改变一次温度(35，65，95，125℃)；
图11 PAO10基础油和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的SRV-IV微动摩擦磨损试验：改变温度，实验条件：300N，25HZ，每5min改变一次温度(35，65，95，125℃)；
图12 150BS基础油的三维白光干涉表面形貌仪3D数据；
图13 150BS基础油的三维白光干涉表面形貌仪2D数据；
图14 150BS基础油的扫描电镜形貌；
图15添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的三维白光干涉表面形貌仪3D数据；
图16添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的三维白光干涉表面形貌仪2D数据；
图17添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的扫描电镜形貌；
图18 500SN基础油的三维白光干涉表面形貌仪3D数据；
图19 500SN基础油的三维白光干涉表面形貌仪2D数据；
图20 500SN基础油的扫描电镜形貌；
图21添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的三维白光干涉表面形貌仪3D数据；
图22添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的三维白光干涉表面形貌仪2D数据；
图23添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的扫描电镜形貌；
图24 PAO10基础油的三维白光干涉表面形貌仪3D数据；
图25 PAO10基础油的三维白光干涉表面形貌仪2D数据；
图26 PAO10基础油的扫描电镜形貌；
图27添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的三维白光干涉表面形貌仪3D数据；
图28添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的三维白光干涉表面形貌仪2D数据；
图29添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的扫描电镜形貌。
具体实施方式
实施例1甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂HMTA16
第一步：称取10毫摩尔的叔丁氧羰基保护的L-甲硫氨酸，1.2当量的1-羟基苯并三唑于圆底烧瓶中，加入20mL干燥的二氯甲烷搅拌；用注射器量取1.2当量的长链胺和2.2当量的三乙胺继续加入圆底烧瓶中搅拌溶解；待反应体系溶解后称取1.2当量的(1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺并转移至小烧杯中，加入5mL干燥的二氯甲烷；将溶解后的反应体系置于0℃的冰水浴中，缓慢滴加(1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺于反应体系中，滴加完毕撤去冰水浴，常温下搅拌过夜。次日薄层色谱监测反应完成后向体系内加入适量水，用1摩尔/升盐酸溶液调节pH约为2～3，转移至分液漏斗用二氯甲烷萃取3次，将有机相浓缩旋干，柱层析分离得到酰胺产物。
第二步：将第一步反应分离得到的产物置于圆底烧瓶中，加入16mL二氯甲烷搅拌溶解，溶解后加入4mL三氟乙酸于体系中，常温下搅拌反应2～3小时脱除保护基。薄层色谱监测反应完成后向体系内加入适量水，用碳酸钾溶液调节pH约为8～10，转移至分液漏斗用二氯甲烷萃取3次，将有机相浓缩旋干。
第三步：将第二步反应得到的产物置于圆底烧瓶中，加入40mL丙酮搅拌溶解，称取1当量的邻苯二甲酸酐加入反应体系中常温下搅拌反应6小时，薄层色谱监测反应完成后直接将反应液旋干，重结晶分离得最终产物。
重结晶操作方法：取500mL圆底烧瓶，加入400mL石油醚搅拌；向第三步反应旋干的产物中加入少量的丙酮，使其完全溶解后缓慢滴加到400mL石油醚中，此时烧瓶中析出大量白色固体，溶液变为乳白色悬浊液；滴加完毕后，抽滤，滤饼用石油醚冲洗三次，干燥，得最终润滑油添加剂。具体合成路线：
检测结果(一)
为了更进一步解释凝胶的形成过程，测量了HMTA16和其在PAO10、500SN、以及150BS凝胶中的红外吸收光谱(图2)。在HMTA16样品的红外光谱中，酰胺键上的N-H伸缩振动峰在3311cm-1，羰基伸缩振动峰在1722cm-1。在PAO10+1％HMTA16凝胶的红外光谱中，酰胺键上的N-H伸缩振动峰在3305cm-1，羰基伸缩振动峰在1710cm-1；在500SN+1％HMTA16凝胶的红外光谱中，可以看到酰胺键上的N-H伸缩振动峰在3303cm-1，羰基伸缩振动峰在1718cm-1；在150BS+1％HMTA16凝胶的红外光谱中，可以看到酰胺键上的N-H伸缩振动峰在3304cm-1，羰基伸缩振动峰在1716cm-1；形成凝胶以后酰胺键上的N-H和羰基特征吸收峰均发生了明显的红移。这表明形成凝胶以后凝胶因子分子中的酰胺键之间形成了分子间氢键，束缚了二者的伸缩振动幅度，使得其红外特征吸收峰发生了偏移，同时也可以证明氢键是形成凝胶自组装过程中的主要驱动力。
检测结果(二)
采用德国optimol油脂公司生产的SRV-IV微振动摩擦磨损试验机评价了所发明凝胶润滑剂的摩擦磨损性能，并和对应的基础油作对比。
实验一选用载荷100N、200N、300N、400N、500N、600N、700N，温度25℃，频率25Hz，行程1mm进行变载荷实验，不同载荷实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。试样为150BS、500SN、PAO10、添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂、添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂。
实验二选用频率15Hz、25Hz、35Hz、45Hz，温度25℃，载荷300N，行程1mm进行变频实验，不同频率实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。试样为150BS、500SN、PAO10、添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂、添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂。
实验三选用温度为35℃、65℃、95℃、125℃，频率25Hz，载荷300N，行程1mm进行升温实验。不同温度实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。试样为150BS、500SN、PAO10、添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂、添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂。
实验四选用三维白光干涉表面形貌仪对SRV-IV实验后的下试件进行磨痕深度及形貌进行表征。
数据详细解析
选用载荷100N、200N、300N、400N、500N、600N、700N，温度25℃，频率25Hz，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损变载荷实验，不同载荷实验时间各为5min，实验上试球为AISI52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。在100N–700N的条件下，基础油150BS和添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的COF曲线(图3)。数据显示基础油150BS的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂，且摩擦系数变化幅度较大，且在载荷达500N之后，频繁出现油膜破裂、润滑失效的工况。而添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂摩擦系数非常稳定，且未出现润滑失效，摩擦系数均在0.14以内。实验表明，在不同载荷下，HMTA16作为150BS润滑油的添加剂，在减摩抗磨中是非常有效的。
选用载荷100N、200N、300N、400N、500N、600N、700N，温度25℃，频率25Hz，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损变载荷实验，不同载荷实验时间各为5min，实验上试球为AISI52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。在100N–700N的条件下，基础油500SN和添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的COF曲线(图4)。数据显示基础油500SN的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂，且摩擦系数变化幅度较大，且在载荷达400N之后，频繁出现油膜破裂、润滑失效的工况。而添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂摩擦系数非常稳定，且未出现润滑失效，摩擦系数均在0.14以内。实验表明，在不同载荷下，HMTA16作为500SN润滑油的添加剂，在减摩抗磨中是非常有效的。
选用载荷100N、200N、300N、400N、500N、600N、700N，温度25℃，频率25Hz，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损变载荷实验，不同载荷实验时间各为5min，实验上试球为AISI52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。在100N–700N的条件下，基础油PAO10和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的COF曲线(图5)。数据显示基础油PAO10的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂，且摩擦系数变化幅度较大，且在载荷达400N之后，出现了油膜破裂、润滑失效的工况。而添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂摩擦系数非常稳定，且未出现润滑失效，摩擦系数均在0.14以内。实验表明，在不同载荷下，HMTA16作为PAO10润滑油的添加剂，在减摩抗磨中是非常有效的。
选用频率15Hz、25Hz、35Hz、45Hz，温度25℃，载荷300N，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损变频实验，不同频率实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。(图6)基础油150BS的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂，且摩擦系数变化幅度较大，在15Hz时出现了一定次数的油膜破裂现象。添加3％HMTA的150BS凝胶润滑剂摩擦系数非常稳定。实验表明，在不同频率下，添加HMTA16的150BS凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于150BS基础油的减摩抗磨性能，具有更低的摩擦系数和优异的抗磨性能。
选用频率15Hz、25Hz、35Hz、45Hz，温度25℃，载荷300N，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损变频实验，不同频率实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。(图7)基础油500SN的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂，且摩擦系数变化幅度较大，在15Hz时出现了一定次数的油膜破裂现象。添加3％HMTA的500SN凝胶润滑剂摩擦系数非常稳定，在45Hz时，添加3％HMTA的500SN凝胶润滑剂发生了一次油膜破裂现象但随即恢复正常。实验表明，在不同频率下，添加HMTA16的500SN凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于500SN基础油的减摩抗磨性能，具有更低的摩擦系数和优异的抗磨性能。
选用频率15Hz、25Hz、35Hz、45Hz，温度25℃，载荷300N，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损变频实验，不同频率实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。(图8)基础油PAO10的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂，且摩擦系数变化幅度较大。添加3％HMTA的PAO10凝胶润滑剂摩擦系数非常稳定。实验表明，在不同频率下，添加HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于PAO10基础油的减摩抗磨性能，具有更低的摩擦系数和优异的抗磨性能。
选用温度为35℃、65℃、95℃、125℃，频率25Hz，载荷300N，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损升温实验。不同温度实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。基础油150BS的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂(图9)，且摩擦系数变化幅度较大。实验表明，在不同温度下，添加HMTA16的150BS凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于150BS基础油的减摩抗磨性能，具有更低的摩擦系数和优异的抗磨性能。
选用温度为35℃、65℃、95℃、125℃，频率25Hz，载荷300N，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损升温实验。不同温度实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。基础油500SN的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂(图10)，且摩擦系数变化幅度较大。实验表明，在不同温度下，添加HMTA16的500SN凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于500SN基础油的减摩抗磨性能，具有更低的摩擦系数和优异的抗磨性能。
选用温度为35℃、65℃、95℃、125℃，频率25Hz，载荷300N，行程1mm进行SRV-IV微振动摩擦磨损升温实验。不同温度实验时间各为5min，实验上试球为AISI 52100钢球，下试样为AISI 52100钢块。基础油PAO10的摩擦系数远大于添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂(图11)，且摩擦系数变化幅度较大，基础油PAO10在35℃出现了长时间的油膜破裂现象。实验表明，在不同温度下，添加HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于PAO10基础油的减摩抗磨性能，具有更低的摩擦系数和优异的抗磨性能。
通过三维白光干涉表面形貌仪对150BS基础油和添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂进行SRV-IV试验后的划痕表征数据(150BS基础油的3D图如图12，添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的3D图如图15；150BS基础油的2D图如图13，添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的2D图如图16；150BS基础油的扫描电镜图如图14，添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的扫描电镜图如图17)，在150BS基础油中，划痕相对较深，深度在6μm左右，而添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的划痕1.2μm左右，从电镜中也可以看出，添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的钢盘摩擦面仅有轻微的擦伤。从磨痕来看，添加HMTA16的150BS凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于150BS基础油的减摩抗磨性能，具有更优异的抗磨性能。这说明，HMTA16对于150BS基础油是一种有效的添加剂。
通过三维白光干涉表面形貌仪对500SN基础油和添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂进行SRV-IV试验后的划痕表征数据(500SN基础油的3D图如图18，添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的3D图如图21；500SN基础油的2D图如图19，添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的2D图如图22；500SN基础油的扫描电镜图如图20，添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的扫描电镜图如图23)，在500SN基础油中，划痕相对较深，深度在7μm左右，而添加3％HMTA16的500SN凝胶润滑剂的划痕1.3μm左右，从电镜中也可以看出，添加3％HMTA16的150BS凝胶润滑剂的钢盘摩擦面仅有轻微的擦伤。从磨痕来看，添加HMTA16的500SN凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于500SN基础油的减摩抗磨性能，具有更优异的抗磨性能。这说明，HMTA16对于500SN基础油是一种有效的添加剂。
通过三维白光干涉表面形貌仪对PAO10基础油和添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂进行SRV-IV试验后的划痕表征数据(PAO10基础油的3D图如图24，添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的3D图如图27；PAO10基础油的2D图如图25，添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的2D图如图28；PAO10基础油的扫描电镜图如图26，添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的扫描电镜图如图29)，在PAO10基础油中，划痕相对较深，深度在6μm左右，而添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的划痕1.3μm左右，从电镜中也可以看出，添加3％HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的钢盘摩擦面仅有轻微的擦伤。从磨痕来看，添加HMTA16的PAO10凝胶润滑剂的减摩抗磨性能优于150BS基础油的减摩抗磨性能，具有更优异的抗磨性能。这说明，HMTA16对于PAO10基础油是一种有效的添加剂。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂，其特征在于，结构通式如下：
2.根据权利要求1所述的甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）依次加入L-甲硫氨酸、1-羟基苯并三唑、脂肪胺及三乙胺后用无水的二氯甲烷搅拌，滴加(1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺进行反应；所述L-甲硫氨酸为叔丁氧羰基保护的L-甲硫氨酸；
（2）调节pH为酸性，萃取柱层析分离，将柱层析分离得到的产物中加入三氟乙酸、二氯甲烷溶解搅拌；
（3）调节pH为弱碱性，萃取后加入邻苯二甲酸酐用丙酮溶解搅拌，后重结晶得到最终产物。
3.根据权利要求2所述的甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的合成方法，其特征在于：所述L-甲硫氨酸、1-羟基苯并三唑、长链胺、三乙胺及(1-乙基-3-(3-二甲基丙胺)碳二亚胺的摩尔比依次为1:1:1:2:1。
4.根据权利要求3所述的甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的合成方法，其特征在于：步骤（2）中，在柱层析分离前用饱和碳酸钾溶液调节pH约为2～3。
5.根据权利要求4所述的甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的合成方法,其特征在于：步骤（1）中，滴加于(1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺时需在0℃的冰水浴中，缓慢滴加，滴加完毕撤去冰水浴，常温下搅拌过夜。
6.根据权利要求5所述的甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的合成方法,其特征在于：步骤（3）中，用1 摩尔/升的盐酸溶液调节pH约为8～10。
7.根据权利要求6所述的甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的合成方法,其特征在于：步骤（3）中，重结晶操作时用少量丙酮溶解后缓慢滴加到大量石油醚中，析出白色固体，溶液变为乳白色悬浊液后进行冲洗干燥，得到最终产物。
8.一种如权利要求1所述甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂在制备凝胶润滑剂方面的应用，其特征在于，按如下步骤实施：将甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂加入到基础油中，加热溶解，自然冷却，静止20分钟以上，即得目的产物凝胶润滑剂。
9.根据权利要求8所述甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂在制备凝胶润滑剂方面的应用，其特征在于：所述甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂的质量百分含量为1～10%；所述基础油的质量百分含量为90～99%；加热溶解温度为：120～200℃，加热时间为5～20分钟。
10.根据权利要求9所述甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂在制备凝胶润滑剂方面的应用，其特征在于：所述基础油为500SN、150BS、PAO10或PAO40等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210034860.1A CN114315669B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210034860.1A CN114315669B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114315669A true CN114315669A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114315669B CN114315669B (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=81025831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210034860.1A Active CN114315669B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114315669B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116217922A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-06-06 | 西南石油大学 | 一种钻井液用聚甲硫氨酸润滑剂及其制备方法及应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112851542A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-05-28 | 辽宁石油化工大学 | 均苯二酸酰胺类小分子凝胶剂、制备方法及其在凝胶润滑剂方面的应用 |
-
2022
- 2022-01-13 CN CN202210034860.1A patent/CN114315669B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112851542A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-05-28 | 辽宁石油化工大学 | 均苯二酸酰胺类小分子凝胶剂、制备方法及其在凝胶润滑剂方面的应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| RUOCHONG ZHANG等: "Effective sugar-derived organic gelator for three different types of lubricant oils to improve tribological performance", EFFECTIVE SUGAR-DERIVED ORGANIC GELATOR FOR THREE DIFFERENT TYPES OF LUBRICANT OILS TO IMPROVE TRIBOLOGICAL PERFORMANCE, pages 1025 * |
| YU, X.等: "Low-molecular-mass gels responding to ultrasound and mechanical stress: towards self-healing materials", CHEM. SOC. REV., pages 5346 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116217922A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-06-06 | 西南石油大学 | 一种钻井液用聚甲硫氨酸润滑剂及其制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114315669B (zh) | 2023-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5890417B2 (ja) | 高粘度及び低粘度エストリド基油及び潤滑剤 | |
| Ye et al. | Covalently attached strategy to modulate surface of carbon quantum dots: Towards effectively multifunctional lubricant additives in polar and apolar base fluids | |
| Yu et al. | Supramolecular gel lubricants based on amino acid derivative gelators | |
| JP2013536887A5 (zh) | ||
| Zhu et al. | A novel phosphate ionic liquid plays dual role in synthetic ester oil: From synthetic catalyst to anti-wear additive | |
| Zhu et al. | Investigation on three oil-miscible ionic liquids as antiwear additives for polyol esters at elevated temperature | |
| Singh et al. | Study of cystine schiff base esters as new environmentally benign multifunctional biolubricant additives | |
| CN114315669A (zh) | 甲硫氨酸酰胺类小分子润滑油添加剂及其合成方法与应用 | |
| CN105669497B (zh) | 氨基酸衍生物有机小分子凝胶因子及其制备方法和应用 | |
| CN111454761B (zh) | 具有烷基端链的有机液晶摩擦改进剂及其制备方法 | |
| CN108864180A (zh) | Gemini型油溶性离子液体及其制备方法和应用 | |
| Singh et al. | Derivatizing L-histidine to develop a novel additive for a polyol-based biolubricant | |
| CN110776972B (zh) | 一种基于绿色可再生资源的合成酯类润滑油基础油 | |
| EP2272820A1 (en) | Compound | |
| Zhu et al. | Tribological characteristics of bisphenol AF bis (diphenyl phosphate) as an antiwear additive in polyalkylene glycol and polyurea grease for significantly improved lubrication | |
| Zhu et al. | A comprehensive study of amino acids based ionic liquids as green lubricants for various contacts | |
| CN111378516B (zh) | 具有不同异构烷基端链的有机摩擦改进剂及其制备方法 | |
| CN112851542B (zh) | 均苯二酸酰胺类小分子凝胶剂、制备方法及其在凝胶润滑剂方面的应用 | |
| Cosimbescu et al. | Friction-and wear-reducing properties of multifunctional small molecules | |
| CN102070564B (zh) | 苯并噻唑烷基黄原酸酯衍生物及其制备方法与应用 | |
| RU2713451C1 (ru) | Низкотемпературная экологичная пластичная смазка и способ ее получения | |
| Babi et al. | Preparation and properties of bio-lubricants of neopentylglycol esters from various acids | |
| CN108048163B (zh) | 一种荒氨酸基均三嗪衍生物多功能润滑油添加剂及其制备方法与应用 | |
| CN102093287B (zh) | 氨基吡啶烷基黄原酸酯衍生物及其制备方法与应用 | |
| Yan et al. | Salicylate ester derivatives as lubricant: Snergism of multiple interactions to improve tribological performances |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |