高效、多功能、无毒的硼酸酯类产品,以其绿色、环保、优良抗磨性能掀起了新型抗磨剂研制的高潮,而近年来含氮硼酸酯抗磨剂的研究更是引起了世界范围内摩擦学界的广泛关注。目前,我国机械工业发展的首要问题就是加大力度开发、研究并试制新型金属切削液产品,含氮硼酸酯的应用无疑为解决这一难题提供了新的思路。本文进行了含氮硼酸酯的合成和在金属切削液中的应用研究。(1)应用两步法制备了三种脂肪酸二乙醇酰胺,攻克了甲酯法对劳动保护、防火以及防爆条件要求苛刻的不利方面,所得产品的纯度与甲酯法相近；通过改进传统制备工艺,控制不同反应阶段温度,制备出三种烷基咪唑啉。改进的方法大大节省了原料,并且避免了能源的浪费。(2)首次使用了一种新的方法制备出目标产物硼酸酯,初步探讨了反应机理。实验得出烷基咪唑啉硼酸酯的最佳制备工艺条件为：对于月桂酸咪唑啉硼酸酯,料比n硼酸：月桂酸二乙醇酰胺：正丁醇=1：1.3：1.2,ω二氧化醚：月桂酸=1.2%,控温200℃,反应6.5 h；而对于硬脂酸／油酸咪唑啉硼酸酯,料比n硼酸：硬脂酸/油酸二乙醇酰胺：正丁醇=1：1.1：1.3,ω二氧化硅：硬脂酸/油酸=1.7%,控温240℃,反应8.5 h,此法克服了传统直接法制备的高温、高能耗以及反应时间长的缺点,制备出的硼酸酯产率最高,分别为49%和42%。(3)考察了温度、时间及料比等对反应的影响,通过单因素实验得出中间体及目标产物的最佳制备工艺；利用FT-IR、MS、NMR等方法对产物的结构进行了表征。结果表明,产物谱图与文献基本一致。(4)将自制含氮硼酸酯应用于切削液中,设计了切削液的制备工艺和最佳配方,对切削液进行摩擦磨损试验研究,结果表明：添加量达到2%时,产品能显著提高切削液的最大无卡咬负荷,而油酸咪唑啉硼酸酯最能有效降低磨斑直径,添加量为1.5%时,磨斑直径最小,改变载荷时,磨斑直径变化也最小,体现了最佳的极压抗磨性能。目前,对于该类新型切削液的极压抗磨性能研究几乎未见报道,论文的工作为新型切削液的研制、应用提供了理论基础。(5)对自制的切削液按国标进行性能测试发现,该类切削液的多项指标均优于国标,体现了其多种附加效应,对拓宽含氮硼酸酯的应用前景提供了依据。