Page 118 - 《摩擦学学报》2020年第5期

第 40 卷 第 5 期 摩 擦 学 学 报 Vol 40 No 5
2020 年 9 月 Tribology Sept, 2020

DOI: 10.16078/j.tribology.2020009

N/P无卤素离子液体润滑剂的链长

与摩擦学性能的关系

1
1
1,2
2,3
2
1*
1
2*
2
于强亮 , 王将兵 , 范丰奇 , 曲铭海 , 张朝阳 , 杨志权 , 周旭光 , 汤仲平 , 蔡美荣 , 周 峰 2
(1. 中国石油兰州润滑油研究开发中心，甘肃 兰州 730060;
2. 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;
3. 德州学院 纺织服装学院，山东 德州 253023)
摘 要: 合成了不同链长的N/P无卤素离子液体(NPILs：缩写为NP-11 114，NP-11 116，NP-11 118)润滑剂，以聚α-烯烃
(PAO 10)和卤素离子液体1-辛基3-甲基咪唑六氟磷酸盐(L-P 108)作为参照样，评价NPILs、PAO 10及L-P 108之间黏
温性能、热稳定性以及室温和高温条件下的钢/钢摩擦副润滑剂的性能差异，探索了NPILs阳离子链长变化对其物理
化学性质和摩擦学性能的影响规律. 结果表明：NPILs的黏度高于PAO 10和L-P 108，热分解温度低于PAO 10和L-P
108，NPILs黏度和热分解温度随着链长的增加而增加. 作为钢/钢摩擦副的润滑剂时，NPILs室温状态下减摩性能不
及L-P108，但是NP-11 118的抗磨性能优于L-P108；高温状态下，NPILs的减摩抗磨性能均优于L-P 108. 在常温和高
温下NPILs相比PAO 10均具有优异的减摩抗磨性能，而且摩擦学性能随着烷基链长的增加而提高. 通过对磨斑表面
进行扫描电镜分析证明这类离子液体具有优异的抗磨性能，通过EDS和XPS对磨斑表面的元素进行分析结果表明
这类离子液体优异的摩擦学性能归因于离子液体结构中包含的N、P元素与金属基底发生摩擦化学反应所形成的具
有优异减摩抗磨特性的摩擦化学反应膜.
关键词: N/P无卤素; 离子液体; 润滑剂; 链长变化; 摩擦学性能
中图分类号: TH117.3 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2020)05–0673–07

The Relationship Between the Chain Length and Tribological

Properties of N/P Halogen-Free Ionic Liquid Lubricants

1,2 1 1 2,3 2
YU Qiangliang , WANG Jiangbing , FAN Fengqi , Qu Minghai , ZHANG Chaoyang ,
2 1 1* 2* 2
YANG Zhiquan , ZHOU Xuguang , TANG Zhongping , CAI Meirong , ZHOU Feng
(1. PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R&D Institute, Gansu Lanzhou 730060, China
2. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics,
Chinese Academy of Sciences, Gansu Lanzhou 730000, China
3. College of Textile and Clothing Engineering, Dezhou University, Shandong Dezhou 253023, China)
Abstract: N/P halogen-free ionic liquids (NPILs: code as NP-11 114, NP-11 116, NP-11 118) lubricants with different
chain lengths were synthesized. The viscosity-temperature properties, thermal stability and lubricating properties of
these ionic liquids were evaluated by using poly-α-olefin (PAO 10) and 1-octyl-3-methylimidazole hexafluorophosphate

Received 11 January 2020, revised 15 March 2020, accepted 1 April 2020, available online 28 September 2020.
*Corresponding author. E-mail: tangzhongping_rhy@petrochina.com.cn, Tel: +86-13993178456; E-mail: caimr@licp.cas.cn, Tel:+86-
931-4968079.
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51705504, 21972153 and 51675512), China
Postdoctoral Science Foundation Funded Project (2019M653798), the Youth Innovation Promotion Association of CAS (2018454),
Gansu Province Science and Technology Plan (18ZD2WA011).
国家自然科学基金项目（51705504，21972153，51675512）,中国博士后基金面上项目（2019M653798），中国科学院青年创新促
进会（2018454）和甘肃省国际合作项目（18ZD2WA011）资助.