硼氮化大豆油对菜籽油生物降解性和润滑性的影响

１２ 硼 氮 化 大 豆 油 添 加 剂 的 制 备 及 表 征 １２１ 环氧 大 豆 油 的 制 备 将 一 定 量 的 大 豆 油 与８％ 的 甲 酸 溶 液 混 合，反 应 温 度 控 制 在 ３５～ ４０ ℃，加入质量分 数 为 ３０％ 的 双 氧 水，在 ３～５ｈ 内滴 加 完 毕 后，缓 慢 将 反 应 温 度 提 升 至 ５７ ℃，滴 加甲酸继续反 应 ６～７ｈ，反 应 完 毕 后 将 上 层 油 状 液体分 离并 用 ６０ ℃ 的热去 离子 水 洗涤 数 次，真 空 脱 水 ，重 复３ 次 ，提 纯 ，得 到 浅 黄 色 透 明 的 环 氧 酯 类 化 合 物 ，即 为 环 氧 化 大 豆 油 。 １２２ 犅犖犛１的制备 将一定量的环氧化大豆 油 与水混合，水酯 摩 尔 比 控 制 在 （４～８）∶１，再 加 入 质量 分 数 为 ０．５％ 的 磷 钨 酸 作 催 化 剂，在 １２０～ １３５ ℃条件下反应８～３０ｍｉｎ，反应完毕后，分离出 上 层有 机相 （羟 基 化 大 豆 油 ），将 羟 基 化 大 豆 油 与 固 体硼酸（摩尔 比 为 １∶１）充 分 混 合，装 入 三 口 烧 瓶 中。启动恒温浴锅，将温度控制在１２０ ℃左右，在磁 力搅拌作用下反应１ｈ，向生成产物中加入三乙醇胺 （产 物 与 三 乙 醇 胺 的 摩 尔 比 为 １∶１），继 续 反 应 １ｈ。 反应完毕 后 用 分 液 漏 斗 分 离 出 上 层 油 状 液 体 并 提 纯，即可得到硼氮化改性大豆油，记为 ＢＮＳ１。 １２３ 犅犖犛２的制备 将环氧化大豆油和乙二 胺 按摩尔比为２∶１混合，在 磁 力 搅 拌 下 反 应 ４ｈ，向 生成产物 中 加 入 适 量 的 硼 酸 （产 物 与 硼 酸 的 摩 尔
油品与添加剂
石 油 炼 制 与 化 工 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ
２０１９年 ４月 第５０卷 第４期
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刘 坪，王 鑫，吴 江，方建华，林 旺
（陆军勤务学院油料系，重庆 ４０１３１１）
摘 要：通过对大豆油进行化学改性，合成了 ２种 硼 氮 化 添 加 剂 ＢＮＳ１和 ＢＮＳ２，研 究 了 ＢＮＳ１和 ＢＮＳ２对 菜籽油生物降解性 和 润 滑 性 的 影 响；通 过 扫 描 电 镜 和 能 谱 仪 分 析 了 磨 损 表 面 的 形 貌 及 元 素 组 成。 结 果 表 明： ＢＮＳ１和 ＢＮＳ２可提高菜籽油的极压性能，具有较好的抗磨减摩性能，ＢＮＳ２的减摩效果优于 ＢＮＳ１，ＢＮＳ１的抗 磨效果优于 ＢＮＳ２；ＢＮＳ１和 ＢＮＳ２对菜籽油的生物降解性 影 响 较 小。硼氮化添加剂的润滑机理是硼元素的缺电 子性，氮的高反应活性，在摩擦高温条件下，硼与氮发生化学反应，形成化学反应膜，从而提高了基础油摩擦学性能。
收 稿 日 期 ：２０１８０９１７；修 改 稿 收 到 日 期 ：２０１８１２０６。 作 者 简 介 ：刘 坪 ，硕 士 ，讲 师 ，主 要 从 事 油 品 应 用 研 究 工 作 。 通 讯 联 系 人 ：刘 坪 ，Ｅｍａｉｌ：４１０５８２５２９＠ｑｑ．ｃｏｍ。 基金项目：重 庆 市 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ＣＳＴＣ２０１７ｊｃｙｊ
ＡＸ００５８）。
第４期
刘 坪 ，等 ．硼 氮 化 大 豆 油 对 菜 籽 油 生 物 降 解 性 和 润 滑 性 的 影 响
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比为１∶２），将 温 度 控 制 在 １２０ ℃ 左 右，在 磁 力 搅 拌下反应１ｈ，向 产 物 中 再 加 入 三 乙 醇 胺 （产 物 与 三乙醇胺的摩尔比为１∶４），继续反应１ｈ，反应 完 毕后，用分液漏斗分 离 出 上 层 油 状 液 体 并 提 纯，即
关 键 词 ：大 豆 油 硼 氮 生 物 降 解 摩 擦 磨 损
传统的润滑剂虽然可以满足人们对日常生产 生活的 需 要，但 其 毒 性 较 高，排 入 大 气 中 难 以 降 解，且严重危害动植 物 和 环 境 资 源，不 能 满 足 现 代 低毒性、低污 染、可 持 续 发 展 的 要 求，据 不 完 全 统 计 ，世 界 上 每 年 有 ５～１０ Ｍｔ的 石 油 基 化 学 品 进 入 生 态 系 统［１］，即 使 在 润 滑 油 回 收 率 较 高 （大 于 ６０％）的 国 家 ，仍 然 有 ４％ ～１０％ 的 润 滑 油 流 入 环 境［２］，欧 盟 每 年 市 售 的 ４．５ Ｍｔ润 滑 油 中 ，约 有 ０．６ Ｍｔ润 滑 油 由 于 各 种 原 因 排 放 到 生 态 系 统 中［３５］，而 且 矿 物 油 的 生 物 降 解 率 较 低 ，一 般 不 超 过 ４０％ 。 ［６］ 因 此 ，研 究 出 既 满 足 人 们 正 常 生 产 生 活需要又对环境污染较小的新型绿色润滑剂势 在 必 行 。 植 物 油 具 有 生 物 可 降 解 性 、低 挥 发 性 、 优 良 的 润 滑 性 和 良 好 的 黏 温 性 ；硼 元 素 无 毒 ，为 环 境 友 好 型 元 素［７９］，氮 元 素 原 子 半 径 小 、电 负 性 高 ，且 对 硼 酸 酯 形 成 的 吸 附 膜 强 度 有 加 强 作 用 。 ［１０１２］ 本 研 究 通 过 对 大 豆 油 进 行 化 学 改 性 ，合 成 了 ２ 种 硼 氮 化 添 加 剂 ＢＮＳ１ 和 ＢＮＳ２，研 究 其 对 菜 籽 油 生 物 降 解 性 和 润 滑 性 的 影 响 ；通 过 扫 描 电镜和能谱仪测试手段分析磨损表面的形貌及 元素组成 剂 大豆油，重庆红 蜻 蜓 油 脂 有 限 公 司 生 产；菜 籽
油，嘉里粮 油 有 限 公 司 重 庆 分 公 司 生 产；甲 酸、双 氧水、硼 酸、磷 钨 酸、乙 二 胺、三 乙 醇 胺，均 为 分 析 纯 ，成 都 市 科 隆 化 学 品 有 限 公 司 生 产 。