表3基础油饱和烃组成%编号基础油链烷烃― -环环烷烃二环环烷烃三环环烷烃四环环烷烃五环环烷烃六环环烷烃总环烷烃饱和烃表4基础油芳烃组成编号基础油总单环芳烃总双环芳烃总三环芳烃总四环芳烃总五环芳烃总噻吩未鉴定芳烃总芳烃23基础油的低温沉积物生成倾向基础油的低温沉积物生成倾向考察结果见表表5基础油低温沉积物生成倾向编号基础油油泥/mg漆膜/mg沉积物总量/mg备注I类W类分析表5的试验结果,可以得到以下结论:基础油中的环烷烃和芳烃组分容易发生氧化硝化反应,从而加重沉积物的生成。基础油中较高的SN含量也能促进沉积物的生成,另外,基础油中的多环环烷烃,如五环环烷烃和六环环烷烃的存在也能加重沉积物的生成。基础油中的环烷烃比链烷烃更易发生氧化和硝化反应,从而加重油泥的生成。
为了研究沉积物产生的原因,我们对1号基础油新油、模拟试验产生的废油(正己烷提取物)、离心分离的油泥进行了R分析,谱图见、及同时,对模拟试验产生的油泥及漆膜进行了XPS分析,结果见是一个典型的基础油红外光谱图。2924的面内弯曲振动,722m-是一(CH)n―的面外摇m-、2854m-处的强吸收是一C3和一C2的伸摆振动。
从中各峰的吸收与新油()对比,不难别出现了羰基化合物、含氮化合物和含硫化合物的发现,废油在1713 1631cT1和1157cT1分吸收峰。这一结果表明:在整个模拟试验过程中,基础油MVI200从新油到废油经历了氧化、硝化和硫化等复杂的衰败过程。在的3238m-1处出现了羟基化合物的吸收峰,同时在谱图的3440m-1处有一吸收宽峰,这一明显特征表明,在油泥中含有缔合态的一田此外,与对比,中羰基化合物、含氮化合物和含硫化合物的吸收峰明显要强,这说明在基础油衰败后的大部分氧化产物、硝化产物和硫化产物都集中在油泥中。
相对于费用昂贵、耗时较多的台架试验和行车试验来说,实验室模拟试验在基础应用研究方面有着简单、经济、快捷的优势。本研究采用了兰州研发中心*的低温油泥模拟试验机考察了150~200粘度牌号的I、、I、W类基础油的结构组成与油泥沉积物之间的关系以及对分散剂的感受性,同时利用RMSXPS等分析手段对基础油的烃类组成以及在油泥试验中产生的废油、油泥、漆膜的化学组成进行了分析,初步分析了基础油结构组成对沉积物的影响,以对基础油资源的合理利用提供技术支持。
1试验部分11试验用基础油表1试验用基础油基础油编号基础油牌号备注I类W类12基础油烃类组成分析首先采用柱色谱分析方法将基础油分离,分别得到饱和烃和芳烃组分,再将饱和烃和芳烃组分在质谱分析仪上进行进一步的烃类组成分析,即可得到链烷烃、不同环数的环烷烃和不同环数的芳香烃等烃类组成。
3性能试验在低温油泥试验中,采用兰州润滑油研究开发中心自主研制的低温油泥模拟试验机,其试验大纲如下:将一定比例的促进剂加入到装有一定量的基础油的反应管中,加热反应管到一定的温度。一定流速的―定流速的混合后通入反应管使其反应一定的时间,反应结束后,用正己烷冲洗反应管,得到沉积在反应管壁上的沉积物,在一定温度下烘干称重,称之为漆膜;同时用正己烷稀释试样并离心分离,对离心分离出的沉积物同样烘干称重,称之为油泥,用油泥与漆膜的总量表示基础油的低温沉积物生成倾向,同时对反应后的基础油经离心分离后的正己烷提取物称之为废油。
14废油和沉积物组成分析将以上两个模拟试验所得到的废油、油泥、漆膜分别进行红外光谱和X射线光电子能谱分析,用以判断基础油在试验前后化学组成的变化、分析检测油泥及漆膜的化学组成。本研究工作所采用的红外光谱仪为美国NC1公司的Mana一R550型傅立叶变换红外光谱仪,X射线光电子能谱仪为英国VGcnf公司的ESGAAB210型光电子能谱仪。
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