油酸二甘醇单酯油性剂在N320基础油中适宜添加量的研究

油酸二甘醇单酯油性剂在N320基础油中适宜添加量的研究 油酸二甘醇单酯油性剂在N320基础油中适 宜添加量的研究 1998年1月精细石油化工 SPECIALITYPETR0CHEMICAIS 第1期 l卜1 油 在N320 酸二甘醇单酯油性剂 基础油中适宜添加量的研究 王雪梅1飞 (茂名石化公司南滑油公司,525011) 62.Z 用硼酸间接酯化法合成了润滑油油性添加剂油酸二甘醇单酯,将该剂加^N320基础油中配成不同浓度 的溶液,用界面张力仪测定了这些溶液对术的界面张力.用Gibbs公式计算出油一承界面上油酸二甘醇单酯形 成饱和吸附膜时在基础油溶液中的最低浓度,进而推广刊油一金属界面上油酸二甘醇单酯形成饱和吸附膜时 媳 碧…力吸附膜姒关键词:i兰堡竺迪三苴曼璺碧界面张力吸附膜,l』So 抽酸二甘醇单耐是一种非离子表面活性剂, 分子=和性的烃基基团.分子的另一 端具有亲水的极性基团,这一极性基团能吸附在 金属表面上形成定向吸附膜.吸附膜使摩擦的两 金属表面不直接接触,从而改善了摩擦性能,降低 运动部件之间的摩擦和磨损. 收稿日期:1997一O5—25I修改稿收到日期:1998—01—06 SYNTHESISANDAPPLICATIONOF DISoDIUMPoLYoXYALKYLENEFATTYACID ETHANoLAMIDESULFoSUCCINATES WuJinchuan.ZhuangYan,HeZhiminandTuYuen (ChemicalEngineeringResearchCenter,TiainUniversity) Abstract ThepreparativeeonditionsandemulsifyingpropertiesofdisodiumpolyoxyMkylenefattyacid ethanolamidesulfosuceinateswereinvestigatedUsedasemulsifiers,thepreparedsulf.succinates showedbetteremulsionstabilitycomparedtosodiumlaurylsulfate,amongthemthesulfosuccinate preparedbyfirstethoxylationthenpropoxylationoffattyacidethanolamideformedthemoststable emulsion+ Keywords:disodiump0ly0xyalkylenefattyacidethanolamidesulf.succinate;synthesis}emulsi— fief;emulsionstability 12精细石油化工1998年 .油酸二甘醇单酯在金属表面上是否形成饱和 吸附膜与油酸二甘醇单酯在基础油中的浓度有 关当油酸二甘醇单酯在基础油中的浓度小时,在 金属表面上形成不了饱和吸附膜,但达到某一浓 度时,整个金属表面就被聚集的油酸二甘醇单酯 分子所覆盖,吸附膜就形成了.但是,要确定油酸 二甘醇单酯在基础油中达到多少浓度时才能在金 属表面上形成饱和的吸附膜,做此实验较为困难. 为此,本研究采用油一水体系,先求得油一水界面上 形成饱和吸附膜时油酸二甘醇单酯在基础油中的 最低浓度,然后再推广到油一金属体系,从而近似 地确定在金属表面上形成饱和吸附膜时油酸二甘 醇单酯在基础油中适宜的浓度. l实验部分 1.1原料与仪器 油酸,试剂级,广州助剂厂生产;二甘醇,化学 纯,上海化学试剂站中心化工厂生产;对甲苯磺 酸,广东省汕头市光华化学厂生产;硼酸,化学纯, 广州摄影化学材料厂生产;N320基础油,由茂名 石化公司生产的阿曼减三线基础油与购人日本的 150BS光亮油按一定的比例调合而成,运动粘度 (40C)315mm/s,倾点一8?,相对密度Pi. 0.8847. ,淄博分析仪器厂生 界面张力仅,ZL一1型 产. I.2油酸二甘醇单醇的台成 反应器是250mL四日烧瓶,装有温度计,液 封电动搅拌器,冷凝管(管下装有分水器),通氮气 管.先加入硼酸与二甘醇(摩尔比为1:3),酯化 温度为95?,酯化时间2h,冷却到室温,再加入 油酸(油酸与二甘醇的摩尔比为1:1)以及对甲 苯磺酸,反应温度95?,反应时间3.5h最后加 无水醋酸钠和水,水解温度100?.沉降后分出污 水,再用水洗涤数次,干燥,便得到油酸二甘醇单 酯,产品收率为89.97. 1.3基础油溶液对水界面张力测定 按照GB6541—86石油产品对水界面张力 测定法(圆环法)口测定了含有不同浓度的油酸二 甘醇单酯的N320基础油溶液对水的界面张力. 2实验结果与讨论 2.1基础油溶液对水界面张力的测定结果 测定的N320基础油溶液对水的界面张力数 据如表l 寰1基础油溶液对水的界面张力(28?) 基础油溶液浓度 /mo】?L一 基础油溶液对水界面张力 /×10一N-m一 0.0027 0.0081 O.O135 0.O189 0.0270 0.0351 20.8 18.40 1472 13.98 12.10 从表1可知,随着油酸二甘醇单酯在N320 基础油中的浓度增加,基础油对水的界面张力降 低. 2.2基础油溶液对水的界面张力与溶液浓度关 系的回归方程 将表l中的数据作图,得图1. E ? Z E 槎 倌 珐 图1基础袖撂i直对水的界面张力 与溶液浓度的关幕曲线 从图1可知,基础油溶液对水的界面张力与 溶液浓度的关系是曲线关系.现选择式(1)作为经 验公式,近似地表示基础油溶液对水的界面张力 与溶液浓度的关系. Y一(1] 式中:Y一基础油溶液对水的界面张力,X10_N/m} X一油醴二甘醇单醣在基础油中的壤度,mM/L; a,b一与基础油,油醴二甘醇单酯木有关的常教. 用最小二乘法可求得常数a和b,得回归方 程式(2) 雨蒜T丽(2) 式中:Y】一是Y的估计值,称回归值. 2.3油酸二甘醇单醇在油一水界面上吸附量的计 算 油酸二甘醇单酯是表面活性剂,当基础油溶 第1期王雪梅.油酸二甘醇单醇油性剂在N320基础油中适宜添加量的研究13 液与水接触形成界面时,油酸二甘酵单酯有从溶 液中"逃离"的趋势,易富集于界面,并在界面上作 定向排列,油酸二甘醇单酯分子盼烃基伸入油相 中,而极性基则吸附在水面上根据Gibbs公式嘲 可以计算出基础油溶液对水界面层的单位面积上 油酸二甘醇单酯的吸附量Gibbs公式如式(3) r—一(dY)(3) 式中:F一油酸二甘醇单南在基础油溶藏对木界面上的暖附 量,tool/era R一气体常数F T一测定界面张力时的温度,K. 对式(2)进行微分,得式(4). dY1.55 一五面再i丽(4) 将式(4)代入式(3),得式(5) r一———盐x_——(5RT'(004375+1. 55x)… 将不同浓度的x代入式(5),得表2. 裹2油藏二甘醇单蘸在岫一水体系界面上的吸附? 基础油溶藏的 堆度/ra0l?L 油一水体系界面上的 暇肿量/×10一0tool?cm 00027 00081 0.0135 0.O189 n0270 0.085l 0.7278 15825 1.9990 2.1940 2.2823 2.2565 将表2中的数据作图,得图2. 1.02.03.04.0 基础油络藏浓度/×18一:tool?L一 图2油酸二甘醇单酯在油一水体系 界面上的暖附等温线(28?) 从图2可知,油酸二甘醇单酯易富集于油一水 界面上,随着油酸二甘酵单酯在基础油中的浓度 增加,在油一水体系界面上的吸附量急剧增加,但 浓度增加到一定程度后,界面上吸附量增加趋势 减缓,浓度大约在0.027mol/L时,界面上的吸附 量达到饱和,亦即界面已被油酸二甘醇单酯分子 所覆盖. 2.4油酸二甘醇单酯基础油溶液用作润滑油时 在金一表面上形成的吸附胰 将油酸二甘醇单酯的基础油溶液用作润滑油 时,则投有水相,只有油相和金属相,油酸二甘醇 单酯分子的亲水基被吸附在金属表面上,而分子 的亲油基则伸入油中达到饱和吸附时,金属表面 全被油酸二甘醇单醑分子形成的吸附膜所覆盖, 见图3. 田3盒属表面上的吸尉展示意图 从图3可知,润滑油在两层金属之间进行润 滑时存在着两层吸附膜 由于金属表面上的原子或分子的价键力是未 饱和的,与金属内部的原子或分子相比有多余的 能量,金属的表面张力很大,如铁的表面张力为 1.88N/mj,而水的表面张力为0.0728N/m,铁 的表面张力比水大25.8倍,因此,油一金属体系形 成饱和吸附膜时所需的油酸二甘醇单酯基础油溶 液浓度比油一水体系为低,换句话说,用油一水体系 所求得的达到饱和吸附时的溶液浓度完全可以满 足油一金属体系形成饱和吸附膜的要求. 已求得油一水体系在界面上形成饱和吸附膜 时油酸二甘醇单酯基础油溶液浓度为0.027 mol/L,推广到油一金属体系时,由于存在两层吸 附膜,浓度应为0.054mol/L 3结论 a.用硼酸间接酯化法合成了润滑油油性添加 剂油酸二甘酵单酯. n_}l0E.l_0×\?鲁瞎崃 14 (一I 精细石油化工1998拄 b.测定了古有油酸二甘醇单酯的N320基础 油对水的界面张力. c.用最小二乘法求得基础油溶液对水的界面 张力与溶液浓度关系的回归方程. d.用Gibbs公式计算了不同油酸二甘醇单酯 基础油溶液浓度在油一水界面上的吸附量,进而确 定了达到饱和吸附时最低浓度为0.027mol/L. e.将油一水体系达到饱和吸附时的状况推广 到油一金属体系,当油酸二甘醇单酯在基础油中的 浓度为0.054mol/L时,完全能满足油一金属体系 中两层金属表面上达到饱和吸附. 参考文献 1石油化工研究院.石油和石油产品试验方法.中目标准出版 社,1988333,336 2沈钟等.腔体及表面化学.化学工业出版社,1991.328,329 3陈荣圻.表面活性荆化学.上海市第一纺织印染职工大学出 版,1986.105 STUDYoFDIGLYCoLMoNoLEATEADDITIVE PRoPERADDITIoNINN320BASICOIL WangXuemei (MaomingPetrochemicalCompany) Abstract Thelubricantadditivediglycolmonoleatewassynthesizedbythemeansofboracicacidindirectly esterified.DiglycolmonoleatewasjoinedinN320elementaryoiltopreparethedifferentconcentration 0fthesolution.Theinterfacialp0tentia1ofthesolutionwaterweremeasuredbyinterfacia1potentia1 instrument.Theleastconcentrationofdiglycolmonoleateinoi1一 waterpartingploneformingsaturat— edadsorptionbondwascalculatedbyGibbsformula,then,itwasdevelopedtheconcentrationofdigly— colmonoleateinoil——metalpartingploneformingsaturatedadsorptionbond. Keywocds:lubricantadditive;diglycolmonoleate}interracialpotential;adsorptionbond 16}牛a—Nc5Ol一1型甲辞合成催化剂通过鉴定 南京化学工业(集团)公司研究院研制开发的NC501 一 l型甲酵合成催化剂最近在南京通过了化工部组织的技 术鉴定NC501一l型甲醇台成催化剂话性,选择性和热 稳定性明显优于国内同类型的催化剂,该催化剂经国内 有关工厂工艺生产运行的结果表明,使用NC501一l型催 化剂,甲醇生产能力较使用国内同类催化剂可提高20 以上,且粗酵中甲醇含量高,有机杂质含量步,甲酵合成 塔压降较低,生产工艺运行稳定可靠,经济效益和杜会效 益显着. 参加鉴定会的专家建议,在国内l进的大型甲酵装 置上推广使用NC5011型甲醇合成催化剂,以替代同类 的进口产品. (江镇海)