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潤滑油分散劑分散性能的研究

發動機使過程中會產生煙炱進人潤滑油體系,導致潤滑油性能下降油路阻塞甚至機械部件損壞,通過在工業潤滑油加人分散劑阻止煙炱顆粒滑油種用橫最多的類添加劑,對其,作機理的研究具有,要的現實意義。傳統添加劑的開發設計需要巨額的測試評定和臺架實驗費用,并讓潤滑油中雜,對分散劑的作用機理難以給出滿意的解釋,這使得分散劑的設計具有主觀性和盲,性相比較而,計算機模擬方法,以有效研究物質間的相互作用以及體系的非平衡態演化過程,縮短開發周期。
  
  模擬的目的在于解復雜體系分子結構或介觀結構與體系宏觀物理化學性質間的關系,從而為設計新產品或改進產品性能提供理論的指導。
  
  潤滑油煙炱分散劑體系是個復雜體系。
  
  這是出干潤滑油基礎油是由多種烷烴或芳烴組成的混合物,煙炱的成分和結構不確定,在分散劑的作用下,混合物體系會形成微觀有序的物質結構,對這樣考慮研究方法的選擇;模型化合物的選擇;分散性能的定義;模擬參數的計算。
  
  1研究方法的選擇分子模擬介觀模擬和宏觀熱力學在不同尺度建了物質結構的研究方法,每種方法有其特定力學方法對于些相對簡單的體系十分有效,可以比較精確地計算原子分子之間的相互作用,缺點娃計算量非常大。宏觀熱力學建立在相概念的基礎上,對均相多相體系分,效,對目前工業廣為應用的高分子膠體乳液凝膠等體系卻有定基金資助國家自然科學基金資助項目20273075,20221603,20303022于介觀尺度,而使相的概念趨于模糊,所建熱力學模沏的理論基礎趨于薄弱。分子動力學對于這樣規模的體系山于其叵大的計算量完仝無能為力。為此,近年來,適用于介觀體系的模擬方法發展迅速。
  
  目前常用的介觀模擬方法包括耗散粒子動力學3此63,記16,仙13,簡稱00和密度泛函平均場理論簡稱胗68其中00是綜合了分子動力學和宏觀流體力學理論的種新方法,該方法既反映了體系中物質間的微觀相力作用,又體現了物質團簇的流體力學行為,可以達高分子體系大規模閉族之間的相作用。
  
  所形成的介觀結構包含的原子數非常多,應用分子模擬方法考察體系性質仍然是不現實的,而介觀模擬方法則可能更加有效。于00方法已成功地應用于膠體高分子體系,本文也擬采用該方法進行研究。
  
  2模型化合物的選擇選擇模型化合物代替體系中實際物質的目的,是為了簡化物質結構或性質,忽略與體系性質無關的因素。是為了滿足模擬汁算必須給出明確物質結構的要求。選擇模型化合物的般標準是應該使模型物質的某種性質與實際物質相近,這種性質通常對該物質在體系中的行為起決定作用。
  
  潤滑油煙炱分散劑體系中主要包括類物質基礎潤滑油分散劑和煙貪,他們都需要在00模擬中給出模型化合物。基礎潤滑油主要由碳原子數為20,40左右的各種烴類混合而成,可以看作是具,多分散性的烴鏈。在,1模擬中可以用單珠子作為其模型化合物。分散劑由極性基團構成的極性端和由聚烯烴類,分子鏈構成的非極性鏈兩部分組成,為簡化起,可以用個珠子分散劑的極性端,而非極性鏈則根據聚合物聚合度的不同,用不同數目的珠子組成的線形鏈衣。煙炱主要是含碳物質組成,結構不明確,成分非常復雜。許多學者對此進行了大量的研究,認為煙炱的結構與碳黑相近,是種尤定形石墨的亂堆結構,其面隨機分布,各種極性基團,與分散劑的極性端會發生比較強生在整個煙炱面,采用單珠子組成煙炱的模增化合物。考慮到煙炱的尺寸較大,具有立體結構,閃此采用帶支鏈的非線形聚合物作為其模型化合物。
  
  3分散性能的定義在匯程實驗上,由于發現煙炱聚集會增加潤滑油的粘度,因此常常通過測量潤滑油的相對粘度來度量分散劑的分散性能,相對粘度越小,則明分散性能越好。準確地說,分散性能并+存在明確的物理指標與其對應,實驗測定的具體物理指標往往是分散性能的種綜合體現,并沒有絕對的意義。在計算中,同樣需要個物理指標來綜合達分散性能這概念。對掃描電鏡照片的分析反映出煙炱顆粒大小與分散性能,定的對應關系,因此可以認為煙炱的聚集尺寸能夠有效地達分散性能,這也是,可以直接計算得到的個物理量。潤滑油體系在分散劑作用下,會形成特定的煙炱膠束。
  
  聚集的煙炱形成膠束內核,煙炱的面分布著分散劑的極性端,非極性鏈和基礎油形成了膠束外圮。
  
  由于煙炱大小膠,內核的煙炱數量有關,因此可以將呼均每個膠,內核包含的煙炱鏈數作為分散性能的度量。
  
  4模擬參數的獲取,中最重要的模擬參數是代不同物質的珠子間的相互作刖參數,該參數,7啤耶理論的參數成止比關系。因此參數0的獲取就是參數的獲取。通常參數可以通過實驗方法或計算方法得到=由于,些物質之間的參數沒有實驗數據,這時可以采用屬于分子模擬方法的BLEN方法獲取。BLEND方法結合了改進的Flry叫1理論和分子模擬技術,1以快速計算高分子單體之間的相力作用參數并預測元體系的共混行為。為考察分散劑極性端對分散性能的影響,可以將極性端勹煙炱的相互作用參數和極性端與潤滑油的相互作用參數設為考察變量。
  
  5模擬方案與結果分析分散劑是由極性端和非極性鏈兩部分連接而成用量非極性鏈與極性端的連接方式非極性鏈與潤滑油的相互作用等因桌都會對分散性能產生定影響。本文對這些因素對分散性能的影響進行了,1少的模擬計算。模擬結果明極性增大會使,降低,分散性能變好。極性端極性增強,意味著極性端易與煙炱緊密吸附,有利于形成穩定的膠束結構,從而使1分散性能提高;分散劑非極性鏈存在著個最佳鏈長。可能的解釋是當非極性鏈較短時,形成的膠束外層結構不夠致密,難以有效阻礙煙炱顆粒的相互接觸。隨鏈的逐漸增長,膠,外層逐漸致密,阻礙煙炱聚集的能力增強,但膠束外層的鏈之間長的存在;模擬結果,分散劑在低濃度時對煙炱有很,的分散效率,而在達到定濃度俏后,分散能力的增加就很有限了。實際使用中,應該在分散性能的提高和添加分散劑的經濟性方面做個權衡。
  
大满贯dmg3333手机登录  這模擬結果與實驗現象完全吻合;當非極性鏈與潤滑油的親和力較強時,形成的膠束結構穩定,分散性能較好,非極性鏈與潤滑油的相互作用減弱時,形成的膠,的穩記性變差,分散性能隨之降低,3潤滑油成為分散劑非極性鏈的不良溶劑時,非極性鏈與潤滑油的親和力變得很弱,膠束結構被破壞,使得分散性能急劇下降。這模擬結果符合打。!7叫似高分子溶液,論模擬結果經與實驗結果的對比口以說明者定件致,模型的設置存在定的合理件。

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