Page 150 - 摩擦学学报2025年第5期

784 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

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扩大以满足不断增长的市场需求 . 到目前为止，已 国韵生物材料有限公司，具体参数列于表1中，分子结构
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经鉴定多达150种不同的PHA结构 ，其中，聚3-羟基 简式如图1所示. P34HB是3-羟基丁酸酯(3HB)和4HB
丁酸酯-4-羟基丁酸酯(P34HB)是最新一代的综合性能 的共聚物，分子量M 为30万左右，4HB的摩尔分数约
n
优异的PHA材料. P34HB因具有形成凝胶的能力 [17] 、 为6%~20%. 精练蓖麻油(工业级)购自内蒙古威宇生
良好的力学性能、延展性、生物相容性以及结构多元 物科技有限公司；锂基稠化剂预制皂(分析纯)购自青
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化等优点，可替代石油材料广泛应用于相关领域 . 岛红星化工集团有限责任公司.

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研究发现以膨润土和聚丙烯 为稠化剂制备的油凝 1.2 润滑脂的制备过程
胶分散体具有适当的机械稳定性能，为可作为聚丙烯 参考Mousavioun 和Martín-Alfonso等 [25] 的制备
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替代品的P34HB作为稠化剂制备润滑脂提供了可行 方法，通过对颗粒粒径大小和皂含量进行优化后，最
性前提. 截至目前为止，有关P34HB材料的研究主要 终制备了一系列P34HB润滑脂. 该润滑脂的制备过程
集中于生物合成、材料共混改性和塑料支架等方面， 为先将26 g蓖麻油加热到160 ℃左右，再加入24 g (质

采用P34HB作为润滑脂稠化剂的研究未见报道. 量分数48%) P34HB粉末(800目)，随后升温至175 ℃ (在
因此，考虑到P34HB共聚物是通过聚-3-羟基丁酸 此期间调到转速300~400 r/min搅拌10 min)，然后固定
酯(PHB)中引入4-羟基丁酸酯(4HB)单体共聚而成，其 温度175 ℃，搅拌(160 r/min)反应1 h，最后倒入钢盘室
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中，PHB具有良好的形成凝胶能力 ，且4HB单体具 温冷却，所得的新型润滑脂命名为P34HBG. 通过后续
备与聚丙烯类似的物理特性，可以实现对P34HB材料 探索发现继续增加稠化剂含量会导致润滑脂过硬，最
机械特性的调节. P34HB常以各种形貌应用于工业用途 终选择P34HB含量(质量分数)为18%、28%、38%和48%
中，如P34HB膜(断裂面基体内含微米级的收缩孔 )、 条件下制备一系列新型润滑脂，分别命名为P34HBG-
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微球以及通过静电纺丝 或相分离方法 形成的纤维 18%、 P34HBG-28%、 P34HBG-38%和 P34HBG-48%.
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或三维支架(多孔状)等. 综合其分子组成和形貌多样性 图1所示为P34HBG的制备过程示意图.
两方面优势，本文中认为P34HB材料可以实现基础油 对照组的选取原则是考虑基于同一类型基础油
的稠化，具备作为润滑脂稠化剂的潜质. 该研究中采用 采用不同类型稠化剂制备润滑脂与试验组进行对比，
短链共聚P34HB作为润滑脂稠化剂，初步研究了其稠化 对照组采用以蓖麻油为基础油的锂基润滑脂，其制备
蓖麻油的能力，所制备的环境友好型润滑脂表现出与 过程如下：将质量分数为17.5%的锂基预制皂粉加入
典型锂基润滑脂类似的流变性能和摩擦学性能，同时 蓖麻油中，搅拌转速调至300 r/min，升温至210 ℃进行
还初步探究了稠化剂含量对新型润滑脂的理化性能、 炼制，出现熔融状态后倒入钢盘室温冷却，所得的润
流变学性能和摩擦学性能的影响，本研究为P34HB作 滑脂命名为COLG-17.5%.

为新型稠化剂制备润滑脂提供理论基础和技术支持. 1.3 润滑脂的理化性能表征

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根据SH/T 0324-2010和ASTM D566-2002 (2009)
1 试验部分 标准进行润滑脂的钢网分油和滴点试验；采用高压差

1.1 试验材料 式扫描量热仪(DSC 204 HP Phoenix, Fast, Germany)的
P34HB (工业级)分别为500目和800目，购自天津 静态法测量润滑脂的抗氧化性能差异.

表 1 P34HB的具体参数
Table 1 Specific parameters of P34HB
Parameters Specifications Test method
3
Density/(g/cm ) 1.2 ISO 1183-1: 2004
Glass transition temperature/℃ 2 ISO 11357-2: 1999
Melting temperature/℃ 155~165 ISO 11357-2: 1999
Tensile strength/MPa 33 ISO 527-2: 1993
Percentage of breaking elongation/% 10 ISO 527-2: 1993
2
Notched impact strength/(kJ/m ) 3.7 ISO 180: 2000
Bending strength/MPa 42 ISO 178: 1993
Flexural modulus/GPa 1.8 ̶
Thermal decomposition temperature/℃ 286 Method TGA
Vicat softening temperature/℃ 134 ISO 306: 1994