【摘 要】
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近年来离子液体作为一种高效绿色溶剂和环境友好催化剂,在有机合成、催化、电化学等领域受到广泛关注,其具有的不易燃易爆、熔点低、挥发性低和热稳定性高等特点,与理想润滑剂所期望的性能极为吻合,是一类极具发展前途的新型润滑剂.同时,离子液体所特有的“可设计性”特点,使得我们可以将一个或多个功能基团引入到离子液体的阳离子或阴离子上,即将离子液体功能化,新官能团的引入将使得离子液体展现出不同的物理化学特性,而
【机 构】
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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;中国科学院大学,北京 100049
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近年来离子液体作为一种高效绿色溶剂和环境友好催化剂,在有机合成、催化、电化学等领域受到广泛关注,其具有的不易燃易爆、熔点低、挥发性低和热稳定性高等特点,与理想润滑剂所期望的性能极为吻合,是一类极具发展前途的新型润滑剂.同时,离子液体所特有的“可设计性”特点,使得我们可以将一个或多个功能基团引入到离子液体的阳离子或阴离子上,即将离子液体功能化,新官能团的引入将使得离子液体展现出不同的物理化学特性,而这些特性可能直接影响离子液体作为润滑剂的摩擦学性能.文献已报道的离子液体润滑剂多是以季胺、季磷、吡啶、咪唑为阳离子,以四氟硼酸根、六氟磷酸根,三氟甲烷磺酸根以及双(三氟甲烷磺酰亚胺)根为阴离子的离子液体,而这些含氟的离子液体在实际应用中易水解产生氢氟酸等对基底材料具有腐蚀性的物质.因此,设计和制备高性能抗腐蚀性的离子液体仍然是该领域的研究热点之一.众所周知,苯并三氮唑及其衍生物是一类高效抗腐蚀性化合物,这类物质能有效地吸附在金属表面形成保护膜,阻止腐蚀性元素在金属表面的吸附,从而保护金属不受腐蚀.因此,本文在三乙二醇二甲醚(G3)的一端引入苯并三氮唑官能团(BTA),并利用G3 与锂盐(LiBF4,LiPF6,LiSO3CF3 以及LiTFSI)的配位作用在多烷基环戊烷(MACs) 中原位合成了四种锂离子液体润滑油添加剂[Li(BTAG3)]BF4,[Li(BTAG3)]PF6,[Li(BTAG3)]SO3CF3 和[Li(BTAG3)]TFSI.并以传统润滑油添加剂碱式硫磷双辛伯烷基锌盐(T204)为对比添加剂研究了这五种添加剂在MACs 中对钢/钢摩擦副的摩擦学性能,实验结果表明此类离子液体作为MACs 的添加剂具有显著优于传统添加剂T204 的减摩抗磨性能,添加0.5 wt％浓度的离子液体能使MACs 的摩擦系数由0.16 降低到0.11 左右,下式样钢块上的磨痕明显变浅,擦伤大大缓解,而0.5 wt％ T204 对MACs的减摩抗磨作用改善并不明显.其次,我们以传统咪唑类离子液体1－丁基－3－甲基咪唑四氟硼酸盐(L-B104)为对比研究了其抗腐蚀性,结果表明此类锂离子液体的对基底材料的腐蚀性与L-B104 相比大幅度降低,可以用作MACs 的添加剂.
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