纳米润滑添加剂表面修饰方法综述
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２ 纳米润 滑添加 剂的表面 局部化 学修饰
饰 的方法按 其修 饰 原理 可 分 为表 面 物理 修 饰 和表
面化学修饰 两大类 ， 包括 ： １ （ ）表 面包 覆修 饰 利用 表 面活性剂 使高 分 子化 合 物 、 元机 物 、 机 物 等新 有
物质 覆 盖 于 颗 粒 表 面 ， 以达 到 表 面 改 性 的 目的 ； （ ）局部化学修 饰 利 用化 学反 应 赋予 粒 子表 面新 ２
分子 包覆 、 机物包覆 以及 生物大分 子包覆 等。 无 周晓龙等 在制 备 含 氟 稀 土纳 米 润 滑油 添 加 剂
的过程 中采用 含 氮有 机 物表 面包 覆 氟化 稀 土纳 米 粒子 。该方法 在合成粒 子 的同时 ， 修饰 剂作 为反 将 应体 系 的一部 分 ， 子形 成 时 ， 子表 面与修 饰 剂 粒 粒
通 过界 面吸附 ， 形成 螯 合 物 ， 使修 饰 剂 均 匀 紧密 地
包覆 在粒子 表 面 。其 中含 氮 有机 物 包 覆 剂是 碳 数 为 ４— ４的烷 基 胺或 二 烷 基二 硫 代 磷 酸 含氮 有 机 ５ 盐 中的一种 或几 种 。该 纳 米 添加 剂 在 基础 油 中能 均匀稳定 分散 ， 同润 滑油其它 添加剂 的复配协 同效
利 用化 学反应赋 予纳米 粒子表 面新 的官能 团 ，
面修饰 。 １ 纳米润滑 添加剂 的表面包覆 修饰 表 面包覆修 饰 是通 过 表 面 添加 剂 与 微粒 发 生 化学反应 或表 面吸附改 变微粒 的表 面状态 ， 特别 是 对 改善纳米 微 粒 的分 散 性 有很 好 的 功效 。如 果 将
中图 分 类号 ：Ｅ ６４ ８ Ｔ ２ ．２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编号 ：６ ２— ３４ ２ １ ） １ ０ １ ０ １ ７ ４ ６ （０ １ ０ — ０４— ３
润滑油 中的纳米 润 滑 添加 剂 可 以优 化 摩擦 副
材 料表面 ， 过形成 吸附沉积膜 和化 学反 应膜 来优 通
从而产 生新 的功 能 。表 面局 部 化 学 修饰 又 称 表 面 接枝改性 方法 ， 它可 以充分发 挥无 机纳 米微 粒与 高
分子各 自的优 点 ， 现优 化 设 计 ， 实 制备 出具 有 新功
能 的纳米 微粒 。其次纳 米微粒 经表 面接枝 后 ， 提高
收 稿 日期 ：０ ０— ９—１ ２１ ０ ４
１ ４
合 成 润 滑 材 料 Ｓ Ｎ ＨＥ Ｉ Ｕ Ｒ Ｃ Ｎ Ｓ Ｙ Ｔ ＴＣ Ｌ Ｂ １ Ａ Ｔ
２１年３ ０１ ８卷 第 １ 期
ＤＯＩ１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ ２—４ ６ ２ １ ． １ ０ ５ ：０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ７ ３ ４． ０ １ ０ ． ０
纳述
的官能 团 ， 使其 产 生新 的 功能 ； ３ （ ）机 械 化学 修 饰
通过粉 碎 、 研磨 、 擦等方 法改变 粒子 的表 面活性 ； 摩 （ ）微胶囊 修饰 在粒子 表 面包 上一 层其 他物 质 的 ４ 膜， 使粒子 表面 特性 发 生改 变 ， 表 面包 覆 修 饰不 与
同的是 ， 包上 的 这层 膜是 均 匀 的 ； ５ （ ）沉 淀 反 应表
原始 微粒看 作 “ ” 表面包 覆层 看作 “ ” 则 微粒 核 ， 壳 ，
经包 覆 以后具 有 “ 壳 ” 构 ， 核／ 结 呈现 出某些 新 的特 性和 功能 。根 据包 覆 物 的种 类 不 同 可分 为有 机 高
化 润滑油 的 抗磨 减摩 性 能 ， 以减 少 摩 擦 因 数 和 磨
损 ； 可 以通过 机 械 物理 抛 光作 用 、 米 粒 子 的填 也 纳
平作用来 优化摩擦 副表 面的几何 平整 度 ， 而减 少 从 摩擦 因数 和磨 损 ¨ 。为 了改善 纳米 润 滑添 加 剂 在 润滑油 中的分散性 和分散 稳定性 ， 提高 润滑 油 的摩
王应 军 ， 谢 凤 ， 广 龙 ， 敬 团 刘 郝
（ 州 空 军学 院 ， 州 ２ １０ ） 徐 徐 ２ ００ 摘要 ： 表 饰 过 的 纳 米 润滑 添 加 剂 可 以改 善 在 润 滑 油 中 的 分 散 稳 定性 ， 高 润 滑 油 的 摩 擦 学性 能 。 综 述 了纳 提
米 润 滑 添加 剂 表 面修 饰 的 方 法 。 关 键 词 ： 米 润 滑添 加 剂 ； 面 修 饰 ； 散 稳 定 性 ； 擦 学 性 能 纳 表 分 摩
下， 通过 酯化反 应 ， 纳米管 能够被 硬脂 酸包 覆 ， 碳 并 且硬脂 酸修饰 的纳米 碳 管作 为 润 滑 油 添加 剂 能够 显著提 高基础 油 的抗 磨 减 摩 性 能 。当 添加 质 量分 数 为 ０ １ ％左 右时 ， 滑油 的抗 磨 减摩 性 能最 佳 ， ．５ 润 与基础油 相 比可 以使 摩 擦 因数 下 降 １ ％ 左 右 ， ０ 磨 损 量下降 ３ ％ ～ ０ 。 ０ ６％
油 中的极 易发 生颗 粒 团聚 ， 得 粒 径 变大 ， 而 影 使 从 响润滑效 果 。 目前 对 纳米 润 滑 添加 剂 颗 粒表 面 修
对 碳纳米管 进行表 面修饰 ， 并研 究 了硬脂 酸修 饰后 的碳 纳米管 的表 面 状况 以及作 为 润 滑 油 添加 剂 的 摩擦 学行为 。实验 结果表 明 ， 在硫 酸的催 化作 用
应 良好 。
擦 学性能 ， 些研究 者选择 了对纳 米颗粒 表 面进行 一
修 饰的方法 。 纳米颗粒 表面修饰 又称为 纳米 颗粒 表面 改性 ， 是纳米 技术 领域 十 分重 要 的研 究 内容 。 由于纳 米 颗粒具 有较大 的 比表 面积和较 高的 表面 能 ， 润滑 在
陈传 盛等采 用 硫 酸 和硝 酸 混 合 酸对 催 化裂 解 法 制备 的多壁碳纳 米管进 行纯 化 ， 后运用 硬 脂酸 然
饰 的方法按 其修 饰 原理 可 分 为表 面 物理 修 饰 和表
面化学修饰 两大类 ， 包括 ： １ （ ）表 面包 覆修 饰 利用 表 面活性剂 使高 分 子化 合 物 、 元机 物 、 机 物 等新 有
物质 覆 盖 于 颗 粒 表 面 ， 以达 到 表 面 改 性 的 目的 ； （ ）局部化学修 饰 利 用化 学反 应 赋予 粒 子表 面新 ２
分子 包覆 、 机物包覆 以及 生物大分 子包覆 等。 无 周晓龙等 在制 备 含 氟 稀 土纳 米 润 滑油 添 加 剂
的过程 中采用 含 氮有 机 物表 面包 覆 氟化 稀 土纳 米 粒子 。该方法 在合成粒 子 的同时 ， 修饰 剂作 为反 将 应体 系 的一部 分 ， 子形 成 时 ， 子表 面与修 饰 剂 粒 粒
通 过界 面吸附 ， 形成 螯 合 物 ， 使修 饰 剂 均 匀 紧密 地
包覆 在粒子 表 面 。其 中含 氮 有机 物 包 覆 剂是 碳 数 为 ４— ４的烷 基 胺或 二 烷 基二 硫 代 磷 酸 含氮 有 机 ５ 盐 中的一种 或几 种 。该 纳 米 添加 剂 在 基础 油 中能 均匀稳定 分散 ， 同润 滑油其它 添加剂 的复配协 同效
利 用化 学反应赋 予纳米 粒子表 面新 的官能 团 ，
面修饰 。 １ 纳米润滑 添加剂 的表面包覆 修饰 表 面包覆修 饰 是通 过 表 面 添加 剂 与 微粒 发 生 化学反应 或表 面吸附改 变微粒 的表 面状态 ， 特别 是 对 改善纳米 微 粒 的分 散 性 有很 好 的 功效 。如 果 将
中图 分 类号 ：Ｅ ６４ ８ Ｔ ２ ．２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编号 ：６ ２— ３４ ２ １ ） １ ０ １ ０ １ ７ ４ ６ （０ １ ０ — ０４— ３
润滑油 中的纳米 润 滑 添加 剂 可 以优 化 摩擦 副
材 料表面 ， 过形成 吸附沉积膜 和化 学反 应膜 来优 通
从而产 生新 的功 能 。表 面局 部 化 学 修饰 又 称 表 面 接枝改性 方法 ， 它可 以充分发 挥无 机纳 米微 粒与 高
分子各 自的优 点 ， 现优 化 设 计 ， 实 制备 出具 有 新功
能 的纳米 微粒 。其次纳 米微粒 经表 面接枝 后 ， 提高
收 稿 日期 ：０ ０— ９—１ ２１ ０ ４
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合 成 润 滑 材 料 Ｓ Ｎ ＨＥ Ｉ Ｕ Ｒ Ｃ Ｎ Ｓ Ｙ Ｔ ＴＣ Ｌ Ｂ １ Ａ Ｔ
２１年３ ０１ ８卷 第 １ 期
ＤＯＩ１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ ２—４ ６ ２ １ ． １ ０ ５ ：０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ７ ３ ４． ０ １ ０ ． ０
纳述
的官能 团 ， 使其 产 生新 的 功能 ； ３ （ ）机 械 化学 修 饰
通过粉 碎 、 研磨 、 擦等方 法改变 粒子 的表 面活性 ； 摩 （ ）微胶囊 修饰 在粒子 表 面包 上一 层其 他物 质 的 ４ 膜， 使粒子 表面 特性 发 生改 变 ， 表 面包 覆 修 饰不 与
同的是 ， 包上 的 这层 膜是 均 匀 的 ； ５ （ ）沉 淀 反 应表
原始 微粒看 作 “ ” 表面包 覆层 看作 “ ” 则 微粒 核 ， 壳 ，
经包 覆 以后具 有 “ 壳 ” 构 ， 核／ 结 呈现 出某些 新 的特 性和 功能 。根 据包 覆 物 的种 类 不 同 可分 为有 机 高
化 润滑油 的 抗磨 减摩 性 能 ， 以减 少 摩 擦 因 数 和 磨
损 ； 可 以通过 机 械 物理 抛 光作 用 、 米 粒 子 的填 也 纳
平作用来 优化摩擦 副表 面的几何 平整 度 ， 而减 少 从 摩擦 因数 和磨 损 ¨ 。为 了改善 纳米 润 滑添 加 剂 在 润滑油 中的分散性 和分散 稳定性 ， 提高 润滑 油 的摩
王应 军 ， 谢 凤 ， 广 龙 ， 敬 团 刘 郝
（ 州 空 军学 院 ， 州 ２ １０ ） 徐 徐 ２ ００ 摘要 ： 表 饰 过 的 纳 米 润滑 添 加 剂 可 以改 善 在 润 滑 油 中 的 分 散 稳 定性 ， 高 润 滑 油 的 摩 擦 学性 能 。 综 述 了纳 提
米 润 滑 添加 剂 表 面修 饰 的 方 法 。 关 键 词 ： 米 润 滑添 加 剂 ； 面 修 饰 ； 散 稳 定 性 ； 擦 学 性 能 纳 表 分 摩
下， 通过 酯化反 应 ， 纳米管 能够被 硬脂 酸包 覆 ， 碳 并 且硬脂 酸修饰 的纳米 碳 管作 为 润 滑 油 添加 剂 能够 显著提 高基础 油 的抗 磨 减 摩 性 能 。当 添加 质 量分 数 为 ０ １ ％左 右时 ， 滑油 的抗 磨 减摩 性 能最 佳 ， ．５ 润 与基础油 相 比可 以使 摩 擦 因数 下 降 １ ％ 左 右 ， ０ 磨 损 量下降 ３ ％ ～ ０ 。 ０ ６％
油 中的极 易发 生颗 粒 团聚 ， 得 粒 径 变大 ， 而 影 使 从 响润滑效 果 。 目前 对 纳米 润 滑 添加 剂 颗 粒表 面 修
对 碳纳米管 进行表 面修饰 ， 并研 究 了硬脂 酸修 饰后 的碳 纳米管 的表 面 状况 以及作 为 润 滑 油 添加 剂 的 摩擦 学行为 。实验 结果表 明 ， 在硫 酸的催 化作 用
应 良好 。
擦 学性能 ， 些研究 者选择 了对纳 米颗粒 表 面进行 一
修 饰的方法 。 纳米颗粒 表面修饰 又称为 纳米 颗粒 表面 改性 ， 是纳米 技术 领域 十 分重 要 的研 究 内容 。 由于纳 米 颗粒具 有较大 的 比表 面积和较 高的 表面 能 ， 润滑 在
陈传 盛等采 用 硫 酸 和硝 酸 混 合 酸对 催 化裂 解 法 制备 的多壁碳纳 米管进 行纯 化 ， 后运用 硬 脂酸 然