CN117264285B - 乙基纤维素/蒙脱土复合材料及在改善文冠果油运动粘度中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种乙基纤维素/蒙脱土复合材料及在改善文冠果油运动粘度中的应用，属于润滑油技术领域，由于文冠果油具有低温运动粘度低、高温运动粘度损失大的缺陷，本发明以乙基纤维素/蒙脱土复合材料为添加剂，将其加入文冠果油中，可以更加有效地改善文冠果油的高温运动粘度和低温流动性，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度由原来的36.1mm2/s(文冠果原油)达到了432.6mm2/s，在100℃下的运动粘度由原来的9.1mm2/s(文冠果原油)达到了51.1mm2/s，粘度指数最低为181.12。
Description
技术领域
本发明属于润滑油技术领域，尤其涉及一种乙基纤维素/蒙脱土复合材料及在改善文冠果油运动粘度中的应用。
背景技术
目前，关于植物油改性成润滑油的方法主要有两种，一种是化学改性，一种是添加改性添加剂。化学改性方法主要有酯化反应和环氧化反应，改性添加剂多以无机化合物为主。这其中，添加改性添加剂相较于化学改性具有加工工艺简单、出产率高等优点。但是使用植物油改性的添加剂多为无机添加剂，使用后会对环境产生一定的危害。
张维等人开发了一种利用废弃食用油(WCO)制备辛基支链生物润滑油的高效策略。WCO先经脂肪酶水解生成不饱和脂肪酸(UFAs)，后经尿素络合富集。以UFAs为底物，利用脂肪酶与2-乙基己醇酯化合成新的酯，再环氧化新酯产物；然后，用亲核试剂辛酸攻击环氧基，以可循环离子液体[HMIm][PF6]为催化剂，制备了辛酸支链生物润滑油，得到的样品的倾点为-61℃，粘度指数为149，热氧化稳定性高。
张强以菜籽油为原料，在强酸性阳离子树脂为催化剂的条件下，使用无溶剂法制备出了环氧化菜籽油。结果表明，环氧化菜籽油的抗氧化性得到了大幅提高，摩擦性能也得到了改善。Marques等将大豆油和菜籽油中的油酸与1-辛醇酯化，再进行环氧化，采用不同的醇结构(支链、线性、环状)进行环氧乙烷开环反应。结果表明，用支链醇合成的样品的倾点值略好于用线性醇和环状醇合成的样品。所有合成的样品在40℃时的粘度指数大于130，运动粘度范围在30-33mm2/s之间。
Shubrajit Bhaumik等研究了不同浓度的纳米ZnO在蓖麻油中的应用，采用不同重量百分比的纳米ZnO分散制备润滑剂。实验结果表明，当纳米ZnO的浓度为0.1％时对蓖麻油的抗磨性能和抗压性能均有所提高，但磨损率有所增加，而摩擦系数没有明显改善。纳米摩擦改性剂在表面的吸附和粘附导致摩擦膜的形成是降低磨损性能的主要原因。
因此，在使用植物油作为润滑油时，需要克服植物油本身在润滑性能上的缺陷，如粘度指数低、运动粘度范围窄、易氧化等。所以在制备植物油基润滑油时会对植物油做一定的性能改性，化学改性植物油润滑性能的方法过程繁琐，成本高，各种种类的化学试剂易造成污染。文冠果油具有良好的低温流动性、高闪点、可降解等特点，同时也具有低温运动粘度低、高温运动粘度损失大等缺点。因此，有必要提供一种新的改善文冠果油运动粘度且能降低凝点的方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种乙基纤维素/蒙脱土复合材料及在改善文冠果油运动粘度中的应用，本发明在文冠果油中加入乙基纤维素/蒙脱土复合材料，可以更加有效地改善文冠果油的高温运动粘度和低温流动性。
为实现上述目的，本发明提供了一种乙基纤维素/蒙脱土复合材料(CTAB@MMT-EC)的制备方法，包括以下步骤：
利用不同含量的(5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对蒙脱土(MMT)进行改性处理，将CTAB插入到蒙脱土层间，替代层间阳离子，其长链起到支撑作用，扩大蒙脱土的层间距，为聚合物提供更大的空间，以20wt％CTAB改性的蒙脱土最佳，之后得到改性蒙脱土(CTAB@MMT)；
将所述改性蒙脱土与乙基纤维素(EC)加入无水乙醇中，配制成悬浮液，超声，加热条件下反应，反应结束后洗涤沉淀，研磨，得到CTAB@MMT-EC。
本发明的原理：CTAB@MMT-EC是复合高分子材料，含有长链结构。当以CTAB@MMT-EC为添加剂时其长链结构可以与文冠果油中打开的双键相连接形成支链结构。支链数量增多会增加其与临近分子的缠结概率，使流体的流动阻力增加，而具有片层结构的蒙脱土可以提高添加剂在油中的分散性，从而改善润滑油的运动粘度。乙基纤维素只可以提高文冠果油的运动粘度，而片层结构、分散性好的蒙脱土可以使文冠果油中的结晶更加规整，降低了在油中的相互聚集的趋势，提升稳定性和抗聚集能力，达到降凝的效果。同时也使得本发明的乙基纤维素/蒙脱土复合材料在油中的分散性能更好。因此乙基纤维素/蒙脱土复合材料不仅大幅提高了运动粘度的同时还降低了凝点，达到一举两得的目的。
进一步地，CTAB对MMT进行改性处理的方法如下：先将MMT置于去离子水中水浴搅拌30min，之后加入CTAB，在60～70℃水浴条件下反应3h，得到改性蒙脱土(CTAB@MMT)。
进一步地，在所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料的制备方法中，所述改性蒙脱土(OMMT)与乙基纤维素(EC)(以绝干质量计)的质量比为1:1。当乙基纤维素含量大于蒙脱土时，反应结束出现明显的分层，说明乙基纤维素含量过剩，而当乙基纤维素含量小于蒙脱土时，制备的复合材料添加剂在改善运动粘度的效果均小于质量OMMT:EC比1:1时。
进一步地，在所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料的制备方法中，所述超声的时间为30min，反应溶剂为无水乙醇(挥发温度70～80℃)，随着超声时间的加长会导致温度的上升从而导致无水乙醇的挥发。
进一步地，在所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料的制备方法中，所述加热的温度为70℃，所述反应的时间为4h。反应溶剂为无水乙醇(挥发温度70～80℃)，温度大于70℃会导致无水乙醇的大量挥发，从而影响复合材料添加剂的产率。
进一步地，所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料的制备方法如下：
利用CTAB对MMT进行改性处理，得到CTAB@MMT，取质量比为1:1的CTAB@MMT和EC(以绝干质量计)加入无水乙醇中配制成悬浮液，经超声分散30min后，再置于70℃恒温水浴中搅拌，反应4h，反应结束后使用无水乙醇洗涤下层沉淀，烘干水分并研磨，得到CTAB@MMT-EC。
一种乙基纤维素/蒙脱土复合材料，根据上述方法制备得到。
所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料在改善文冠果油运动粘度中的应用。
一种改善文冠果油运动粘度的方法，在文冠果油中添加上述乙基纤维素/蒙脱土复合材料。
进一步地，在所述改善文冠果油运动粘度的方法中，所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料在文冠果油中的添加量为0.5-2.5wt％，优选为2wt％。在此条件下不仅能得到最大的运动粘度同时还降低了润滑油的凝点。
进一步地，所述改善文冠果油运动粘度的方法，包括以下步骤：向文冠果油中添加乙基纤维素/蒙脱土复合材料，混匀后加热处理，冷却。
进一步地，在所述改善文冠果油运动粘度的方法中，所述加热处理具体为：密闭条件下，保持300r/min旋转搅拌，0.5h内升温至300℃，加热反应2h；
所述冷却为自然冷却，自然冷却至室温。
进一步地，在所述改善文冠果油运动粘度的方法中，冷却后还包括静置处理，优选静置24h，以去除瓶口处未反应或烧焦CTAB@MMT-EC。
通过上述改善文冠果油运动粘度的方法得到的改性文冠果油基润滑油，40℃下的运动粘度为432.6mm2/s，在100℃下的运动粘度为51.1mm2/s，粘度指数最低为181.12，凝点为-25℃。
进一步地，蒙脱土的片层结构、分散性好的特点，可以使文冠果油中的结晶更加规整，降低了在油中的相互聚集的趋势，提升稳定性和抗聚集能力，达到降凝的效果。同时也使得乙基纤维素/蒙脱土复合材料在油中的分散性更好，乙基纤维素/蒙脱土复合材料改善文冠果油运动粘度的过程在高温(300℃)、密闭条件下进行，高温、密闭条件下CTAB@MMT-EC能更好地溶解在文冠果油中，有效改善文冠果油的运动粘度。在非密闭条件下，由于空气的作用致使CTAB@MMT-EC在文冠果油中的溶解度有所降低，在高温下文冠果油中的双键打开后无法更高效地与乙基纤维素的链相连接形成支链结构，反而会和空气中的C、H、O等元素形成单键，同时高温条件下的的文冠果油中的不饱和脂肪酸会与空气中的氧气发生氧化作用，生成醛、醇等小分子物质以及不溶性沉积物，导致运动粘度的下降，无法提高文冠果油的运动粘度。另一方面，在反应过程中由于高温的作用，非密闭条件会挥发损失大量的文冠果油，影响产量。注意：此密闭条件并不是完全与外界隔断，反应过程中需保留微小的缓气口以防止容器炸裂。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
现有技术中，以乙基纤维素作为运动粘度改进剂制备的润滑油，在40℃的运动粘度为193.7mm2/s，100℃的运动粘度为36.5mm2/s，凝点为-14℃(例如专利202110947611.7)。而通过本发明处理方法可以更加有效地改善文冠果油的高温运动粘度和低温流动性，使得改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度由原来的36.1mm2/s(文冠果原油)达到了432.6mm2/s，在100℃下的运动粘度由原来的9.1mm2/s(文冠果原油)达到了51.1mm2/s。粘度指数最低为181.12，也远达超特高级粘度指数(110以上)润滑油的标准。本发明通过控制反应温度、时间、添加剂含量制备高温条件下运动粘度高和低温下流变性能优良的文冠果油基润滑油。文冠果原油的凝点为-18℃，在最佳制备条件温度300℃、反应时间2h、CTAB@MMT-EC添加量2wt％时，制得的改性润滑油凝点下降到-25℃，较文冠果原油下降了7℃，极大地提高了文冠果油的运动粘度范围。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明改善文冠果油运动粘度的方法的技术构思；
图2为实施例1-5中成品改性文冠果油基润滑油的实物图，其中(a)为实施例1，(b)为实施例2，(c)为实施例3，(d)为实施例4，(e)为实施例5；
图3为对比例1-6中成品改性文冠果油基润滑油的实物图，其中(a)为对比例1，(b)为对比例2，(c)为对比例3，(d)为对比例4，(e)为对比例5，(f)为对比例6。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
如无特殊说明，本发明实施例中的室温指的是25±2℃。
在本发明的实施例中，乙基纤维素(EC)的分子量为分子量6.90×104g/mol；蒙脱土(MMT)购自上海麦克林生化科技股份有限公司；十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)购自北京化学试剂公司，分析纯。
本发明改善文冠果油运动粘度的方法的技术构思见图1。
实施例1
制备CTAB@MMT-EC：利用CTAB对MMT进行改性处理，得到CTAB@MMT，取质量比为1:1的CTAB@MMT和EC(以绝干质量计)加入无水乙醇中配制成悬浮液，经超声分散30min后，再置于70℃恒温水浴中搅拌，反应4h，反应结束后使用无水乙醇洗涤下层沉淀，烘干水分并研磨，得到CTAB@MMT-EC。
取文冠果油与添加剂(CTAB@MMT-EC)在室温下同时加入到反应容器内(CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数为0.5％)，打开加热装置和搅拌装置，设置0.5h升温至目标温度300℃，反应2h，反应过程保持300r/min旋转搅拌。整个反应过程保持反应容器密闭，避免与外界空气直接接触。反应结束后关闭搅拌装置，关闭加热装置，容器内温度自然冷却至室温后打开，油品在容器中取出后静置24h，将未反应或烧焦的添加剂分离出来，得到成品改性文冠果油基润滑油(如图2中(a)所示)。
对文冠果油原料和制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性(低温流动性以凝点来表示：GB/T 510-2018)和运动粘度测试(GB/T 265-1988)。使用MRS-1J型四球摩擦试验机对样品进行摩擦磨损试验，选用直径为12.7mm的精密轴承钢球作为摩擦小球，在载荷为392N下以1200r/min的速率长磨30min，得到摩擦系数，之后测量小球的磨斑长度并计算得到平均磨斑长度。
结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度由原来的36.1mm2/s提高到了301.6mm2/s，在100℃下的运动粘度由原来的9.1mm2/s提高到了45.6mm2/s，凝点为-20℃，平均磨斑直径为0.70mm。
实施例2
CTAB@MMT-EC制备方法与实施例1相同。
取文冠果油与添加剂(CTAB@MMT-EC)在室温下同时加入到反应容器内(CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数为1％)，打开加热装置和搅拌装置，设置0.5h升温至目标温度300℃，反应2h，反应过程保持300r/min旋转搅拌。整个反应过程保持反应容器密闭，避免与外界空气直接接触。反应结束后关闭搅拌装置，关闭加热装置，容器内温度自然冷却至室温后打开，油品在容器中取出后静置24h，将未反应或烧焦的添加剂分离出来，得到成品改性文冠果油基润滑油(如图2中(b)所示)。
采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了226.8mm2/s，在100℃下的运动粘度达到了34.8mm2/s，凝点为-23℃，平均磨斑直径为0.76mm。
实施例3
CTAB@MMT-EC制备方法与实施例1相同。
取文冠果油与添加剂(CTAB@MMT-EC)在室温下同时加入到反应容器内(CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数为1.5％)，打开加热装置和搅拌装置，设置0.5h升温至目标温度300℃，反应2h，反应过程保持300r/min旋转搅拌。整个反应过程保持反应容器密闭，避免与外界空气直接接触。反应结束后关闭搅拌装置，关闭加热装置，容器内温度自然冷却至室温后打开，油品在容器中取出后静置24h，将未反应或烧焦的添加剂分离出来，得到成品改性文冠果油基润滑油(如图2中(c)所示)。
采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了309.2mm2/s，在100℃下的运动粘度达到了47.2mm2/s，凝点为-24℃，平均磨斑直径为0.81mm。
实施例4
CTAB@MMT-EC制备方法与实施例1相同。
取文冠果油与添加剂(CTAB@MMT-EC)在室温下同时加入到反应容器内(CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数为2％)，打开加热装置和搅拌装置，设置0.5h升温至目标温度300℃，反应2h，反应过程保持300r/min旋转搅拌。整个反应过程保持反应容器密闭，避免与外界空气直接接触。反应结束后关闭搅拌装置，关闭加热装置，容器内温度自然冷却至室温后打开，油品在容器中取出后静置24h，将未反应或烧焦的添加剂分离出来，得到成品改性文冠果油基润滑油(如图2中(d)所示)。
采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了432.6mm2/s，在100℃下的运动粘度达到了51.1mm2/s，凝点为-25℃，平均磨斑直径为0.96mm。
实施例5
CTAB@MMT-EC制备方法与实施例1相同。
取文冠果油与添加剂(CTAB@MMT-EC)在室温下同时加入到反应容器内(CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数为2.5％)，打开加热装置和搅拌装置，设置0.5h升温至目标温度300℃，反应2h，反应过程保持300r/min旋转搅拌。整个反应过程保持反应容器密闭，避免与外界空气直接接触。反应结束后关闭搅拌装置，关闭加热装置，容器内温度自然冷却至室温后打开，油品在容器中取出后静置24h，将未反应或烧焦的添加剂分离出来，得到成品改性文冠果油基润滑油(如图2中(e)所示)。
采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了151.2mm2/s，在100℃下的运动粘度达到了23.3mm2/s，凝点为-22℃，平均磨斑直径为0.79mm。随着CTAB@MMT-EC含量的增加，自身堆积的相互影响加剧，无法有效发挥改善运动粘度的作用，所以本实施例的运动粘度远低于实施例4的。
文冠果原油与实施例1-5成品改性文冠果油基润滑油的运动粘度、凝点、粘度指数、脂肪酸组成和元素组成见表1。
表1
对比例1
同实施例4，不同之处仅在于升温至目标温度270℃，采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了189.3mm2/s，在100℃下的运动粘度达到了30.3mm2/s，凝点为-26℃，平均磨斑直径为0.61mm，油颜色如图3中(a)所示。
与实施例4相比，本对比例的改性温度降低，在40℃及100℃测定条件下的运动粘度较低，但达到凝点的最低-26℃，在低温条件下的运动粘度更优。
对比例2
同实施例4，不同之处仅在于升温至目标温度240℃，采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了100.7mm2/s，在100℃下的运动粘度达到了21.6mm2/s，凝点为-23℃，平均磨斑直径为0.67mm，油颜色如图3中(b)所示。
与实施例4相比，本对比例的改性温度降低，改性后的文冠果油基润滑油的运动粘度更低，与实施例4相比具有更小的运动粘度范围。
对比例3
同实施例4，不同之处仅在于升温至目标温度300℃，分别加入2wt％的CTAB@MMT以及2wt％的乙基纤维素(EC)，反应2h。采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度为141.6mm2/s，在100℃下的运动粘度为26.2mm2/s，凝点为-25℃，平均磨斑直径为0.59mm，油颜色如图3中(c)所示。
与实施例4相比，本对比例的改性温度升高，改性后的文冠果油基润滑油与2wt％的CTAB@MMT-EC的运动粘度相比，运动粘度更低，但凝点一致，直接证明了CTAB@MMT-EC对于改善运动粘度的效果要远大于EC。
对比例4
同实施例4，不同之处仅在于CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数为3％，采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度为200.58mm2/s，在100℃下的运动粘度为27.6mm2/s，凝点为-25℃，平均磨斑直径为0.60mm，油颜色如图3中(d)所示。
与实施例4相比，本对比例CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数增加，随着CTAB@MMT-EC添加剂含量的增加，加剧了CTAB@MMT-EC自身的相互影响，导致改性后的文冠果油基润滑油运动粘度下降。
对比例5
同实施例4，不同之处仅在于CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数为4％，采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了178.43mm2/s，在100℃下的运动粘度为21.6mm2/s，凝点为-25℃，平均磨斑直径为0.56mm，油颜色如图3中(e)所示。
与实施例4相比，本对比例CTAB@MMT-EC在文冠果油中的质量分数增加，CTAB@MMT-EC自身的相互影响更加剧烈，因此改性后的文冠果油基润滑油的运动粘度继续下降，但凝点没有发生变化。
从实施例1-5及对比例4-5的数据可以看出，由于添加剂CTAB@MMT-EC的加入量超过一定的比例之后，随着加入量的持续增加，自身相互影响效果加剧，无法有效发挥作用，但可能存在一定的小幅度波动，CTAB@MMT-EC的最佳添加量为2wt％。
对比例6
同实施例4，不同之处仅在于本申请的添加剂为实施例1制备得到的CTAB@MMT，在文冠果油中的质量分数为2％，采用实施例1的方法，对制得的改性文冠果油基润滑油进行低温流动性和运动粘度测试。结果显示，改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度达到了77.8mm2/s，在100℃下的运动粘度达到了11.2mm2/s，凝点为-25℃，平均磨斑直径为0.53mm，油颜色如图3中(f)所示。
与实施例4相比，本对比例的添加剂为CTAB@MMT，与CTAB@MMT-EC相比，CTAB@MMT只能降低润滑油的凝点，无法起到有效改善润滑油运动粘度的作用，因此改性后的文冠果油基润滑油运动粘度小且运动粘度范围极低，无法起到改性植物油的作用。
一、减磨性能
文冠果油和实施例4改性文冠果油基润滑油的摩擦系数见表2。
表2 CTAB@MMT-EC改性的润滑油的摩擦系数
| 名称 | 摩擦系数 |
| 文冠果油 | 0.099 |
| CTAB@MMT-EC含量2wt％(即实施例4) | 0.026 |
摩擦系数与摩擦类型关系表见表3。
表3摩擦系数与摩擦类型关系表
| 摩擦类型 | 摩擦系数f |
| 干摩擦 | 0.15-0.40 |
| 边界润滑 | 0.08-0.10 |
| 混合润滑 | 0.02-0.08 |
| 流体润滑 | 0.001-0.005 |
当CTAB@MMT-EC的添加量为2wt％时，所制备的润滑油的摩擦系数相较于文冠果油有一个较大的降低，摩擦系数降低为0.026，摩擦类型为混合摩擦。混合摩擦相较于边界摩擦可以更好地降低摩擦时的阻力，减少磨损，在相同承载能力下能够较好的延长机械零部件的使用寿命。出现这种现象是因为CTAB@MMT-EC的加入增强了文冠果油运动粘度的同时也提高了油膜与金属表面的吸附能力，可以在摩擦表面形成一层较厚的保护油膜，提高了减摩性能。
二、抗磨性能
经测定，文冠果原油的平均磨斑直径为0.69mm。实施例1、2、3、4、5平均磨斑直径均大于文冠果原油，表明在CTAB@MMT-EC的作用下，改性后的文冠果油基润滑油的抗磨性能有所下降，但变化不大，基本保持了文冠果油原有的抗磨性能。
由以上实施例和对比例可知，本发明CTAB@MMT-EC可以产生协同作用，更加有效地改善文冠果油的高温运动粘度和低温流动性，使得改性后的文冠果油基润滑油在40℃下的运动粘度由原来的36.1mm2/s(文冠果原油)达到了432.6mm2/s，在100℃下的运动粘度由原来的9.1mm2/s(文冠果原油)达到了51.1mm2/s，粘度指数最低为181.12。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种乙基纤维素/蒙脱土复合材料在改善文冠果油运动粘度中的应用，其特征在于，所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料由以下方法制备：
利用十六烷基三甲基溴化铵对蒙脱土进行改性处理，得到改性蒙脱土；
将所述改性蒙脱土与乙基纤维素加入无水乙醇中，配制成悬浮液，超声，加热条件下反应，反应结束后洗涤沉淀，研磨，得到乙基纤维素/蒙脱土复合材料。
2.根据权利要求1所述的乙基纤维素/蒙脱土复合材料在改善文冠果油运动粘度中的应用，其特征在于，所述改性蒙脱土与乙基纤维素的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的乙基纤维素/蒙脱土复合材料在改善文冠果油运动粘度中的应用，其特征在于，所述超声的时间为30min。
4.根据权利要求1所述的乙基纤维素/蒙脱土复合材料在改善文冠果油运动粘度中的应用，其特征在于，所述加热的温度为70℃，所述反应的时间为4h。
5.一种改善文冠果油运动粘度的方法，其特征在于，在文冠果油中添加乙基纤维素/蒙脱土复合材料，所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料由以下方法制备：
利用十六烷基三甲基溴化铵对蒙脱土进行改性处理，得到改性蒙脱土；
将所述改性蒙脱土与乙基纤维素加入无水乙醇中，配制成悬浮液，超声，加热条件下反应，反应结束后洗涤沉淀，研磨，得到乙基纤维素/蒙脱土复合材料。
6.根据权利要求5所述的改善文冠果油运动粘度的方法，其特征在于，所述乙基纤维素/蒙脱土复合材料在文冠果油中的添加量为0.5-2.5wt%。
7.根据权利要求5所述的改善文冠果油运动粘度的方法，其特征在于，包括以下步骤：向文冠果油中添加乙基纤维素/蒙脱土复合材料，混匀后加热处理，冷却。
8.根据权利要求7所述的改善文冠果油运动粘度的方法，其特征在于，所述加热处理具体为：密闭条件下，保持300r/min旋转搅拌，0.5h内升温至300℃，加热反应2h；
所述冷却为自然冷却。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| CN102350314A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-02-15 | 内蒙古农业大学 | 一种木质纤维素与有机钙基蒙脱土复合的染料废水吸附剂 |
| TW201333124A (zh) * | 2012-02-10 | 2013-08-16 | Nat Univ Chung Hsing | 壁癌生成抑制材料及其製造方法 |
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-
2023
- 2023-09-20 CN CN202311214435.1A patent/CN117264285B/zh active Active
Patent Citations (4)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IONIC LIQUID-MEDIATED SYNTHESIS OF CELLULOSE/MONTMORILLONITE NANOCOMPOSITE;KIMBERLY P. VIRON;CELLULOSE CHEMISTRY AND TECHNOLOGY;20211231;169-175 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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