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有机硼酸酯是一类无污染、无毒易降解、具有良好摩擦学性能的绿色润滑油添加剂。但因硼原子的缺电子性,极易水解,限制了它的应用。因此,提高其水解稳定性对新型硼酸酯类润滑油添加剂的开发尤为重要。研究表明,二烷基二硫代氨基甲酸衍生物以及含氮杂环化合物是两类潜在的多功能型润滑油添加剂,被广泛应用于减摩、抗磨、极压领域。为提高硼酸酯的摩擦学性能和水解稳定性,通过合理的分子设计将二烷基二硫代氨基甲酸或含氮杂环结构引入到硼酸酯分子结构中,合成了四种含N、S元素的硼酸酯产品,并对其结构进行表征。以菜籽油为基础油考察了其摩擦学性能,初步探讨了其抗磨减摩作用机理。本文主要取得了以下创新性进展:(1)合成了含N,S羟基衍生物(NSO),采用酯化法合成了硼酸酯(NSOB1),酯交换法制备了硼酸酯(NSOB2),通过FTIR、元素分析对其结构进行了表征。考察了NSO、NSOB1及NSOB2的热稳定性、油溶性、水解稳定性和摩擦学性能。结果表明:三者分解温度都超过240°C;均有较好的油溶性;NSOB1的水解稳定性大于7天,NSOB2的大于10天;含2%的NSO、NSOB1、NSOB2油样的PB值分别比基础油提高了42.04%,44.89%,45.85%;含1%NSO的磨斑直径比基础油降低29.85%,2%NSOB1的磨斑直径比基础油降低23.54%,1.5%NSOB2的磨斑直径比基础油降低28.09%;含1.5%添加剂的减摩系数都比基础油低;钢球磨损表面平整,其中NSOB1和NSOB2的钢球磨损表面无明显擦痕。(2)NSOB1、NSOB2与T202复配,考察其摩擦学性能。结果表明:NSOB1与T202在配比为3:7时,PB值最大为1570 N;在配比为1:9时,磨斑直径为0.437 mm;配比为7:3时,减摩效果最好,摩擦系数为0.0466。NSOB2与T202在配比为7:3时,PB值最大为1720 N,摩擦系数最小为0.0413,在配比为5:5时,磨斑直径为0.414 mm,通过SEM观察到与T202最佳配比的油样经摩擦后的钢球表面比单剂的要光滑很多。(3)合成了含N,S杂环的羟基衍生物(BTE),采用酯化法合成了硼酸酯(SNHB),酯交换法制备了硼酸酯(NSNHB),通过FTIR、元素分析对其结构进行表征。考察了BTE、SNHB及NSNHB的热稳定性、油溶性、水解稳定性和摩擦学性能。结果表明:三者分解温度都在250°C以上;均有较好的油溶性;SNHB的水解稳定性大于7天,NSHNB大于15天;添加2%的BTE,SNHB,NSNHB油样的PB值比基础油提高了426.12%,50.42%,52.53%;含1.5%BTE,SNHB和NSNHB油样的磨斑直径比基础油降低27.92%,29.67%和28.97%,且减摩系数比基础油的低,含SNHB和NSNHB润滑下的钢球磨损表面更光滑。(4)SNHB、NSNHB与T202进行复配,考察其摩擦学性能。SNHB与T202在配比为5:5时,极压值最大,为1560N;配比为7:3时,磨斑直径和摩擦系数分别为0.453 mm和0.0456。NSNHB与T202在配比为7:3时,PB值、磨斑直径和摩擦系数分别为1700 N、0.412 mm和0.0390。通过扫描电镜观察到最佳配比的油样经摩擦后的钢球表面比单剂要光滑很多,无明显划痕和擦伤。