何熙,董瑞,馬琳,韓云燕,凡明錦

(寶雞文理學院 化學化工學院 陜西省植物化學重點實驗室,陜西 寶雞 721013)

隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，人類社會對潤滑劑的需求量越來越大.潤滑劑在使用過程中因泄露、濺射和失效廢棄等原因不可避免被排放到環(huán)境中，對環(huán)境將造成嚴重危害.隨著人類環(huán)保意識的不斷增強，潤滑劑的環(huán)保性越來越受到人們的重視[1].由于傳統(tǒng)的礦物油潤滑劑使用性能優(yōu)越,價格低廉,目前仍占據(jù)著市場主導地位，但礦物油是一類復雜的碳氫混合物，對自然環(huán)境有較為嚴重的污染性.并且，此類潤滑油不易降解，失效廢棄后，會對生態(tài)環(huán)境造成巨大負擔[2-5].有研究表明，大部分礦物油潤滑劑的降解率一般都不超過40%[6-8]，這一特性使其應用范圍受到越來越多的限制.因此，發(fā)展新型高性能合成潤滑油已是大勢所趨.

合成潤滑油是指為適用現(xiàn)代潤滑系統(tǒng)在苛刻工況條件下的運行需求，采用特定的化學反應，進行分子重組和結構設計而得到的一類潤滑油.與傳統(tǒng)礦物潤滑油相比，合成潤滑油一般能夠表現(xiàn)出更高的黏溫性能、更好的低溫流動性、更低的蒸發(fā)損失率以及優(yōu)異的潤滑性能[9-13].合成酯類潤滑油是合成潤滑油的主要類型之一，可通過有機酸和醇在催化劑的作用下發(fā)生酯化反應獲得.合成酯類潤滑油分子的高度可設計性為其滿足日漸嚴苛的潤滑油性能要求提供了可能.人們可通過設計不同結構特征的合成酯分子來獲得滿足不同使用工況條件要求的潤滑油[14-25].與成分復雜的礦物潤滑油以及其他合成潤滑油相比，合成酯類潤滑油還具有很多獨特的優(yōu)勢，如：較低的生態(tài)毒性和良好的可降解性.近年來，人們在新型合成酯潤滑油的開發(fā)方面進行了大量嘗試.Sharma等[26]以天然可再生的菜籽油為原料，對菜籽油中的不飽和鍵進行環(huán)氧化再開環(huán)及?；?，最終得到生物基酯類潤滑油.研究表明所合成的生物基酯類油與單純的開環(huán)菜籽油相比具有更好抗氧化性及低溫流動性，同時，所合成的生物基酯類油也表現(xiàn)出較好減摩抗磨性能.Zulkifli等[27]以棕櫚油甲酯為原料，利用酯交換法合成兩種多元醇酯(季戊四醇酯及三羥甲基丙烷酯)，研究發(fā)現(xiàn)所合成的酯類潤滑油由于增加了脂肪酸的鏈長使得吸附膜的厚度增加，酯基數(shù)量的增加提高了潤滑油分子的抗剪切能力，因此所合成的潤滑油具有良好的減摩抗磨性能.并且，此類潤滑油來源于棕櫚油，具有更好的環(huán)境相容性.

本文中，作者以二硫代二苯甲酸為原料通過酯化反應設計并合成了含S元素功能化的酯類潤滑油，目的在于將活性元素S引入酯類油分子中，從而獲得具有高氧化安定性和熱穩(wěn)定性的多功能合成酯類潤滑油.

1 試驗部分

1.1 Phe-S-Ci8的合成

將二硫代二苯甲酸與異辛醇以1:6的摩爾比混合，加入質量分數(shù)為12%的對甲苯磺酸做催化劑，于130 ℃反應4 h.得到的反應粗產物經過水洗和干燥后減壓蒸餾除去未反應的異辛醇，再經柱色譜法進行分離純化，得到目標產物二硫代二苯甲酸二異辛酯 (Phe-SCi8)，反應方程式如圖1所示.

Fig.1 The synthesis of Phe-S-Ci8 and the structures of the reference samples 圖1 Phe-S-Ci8的合成及參照樣的結構式

1.2 Phe-S-Ci8的結構表征

采用美國Agilent Technologies Inc公司生產的核磁共振波譜儀(Agilent 400 MR),以CDCl3為溶劑、TMS(四甲基硅烷)為內標(1H NMR和13C NMR)對目標產物的結構進行表征.

1.3 Phe-S-Ci8黏度及熱穩(wěn)定性測試

采用奧地利Anton paar公司生產的全自動運動黏度儀(SVM 3000)根據(jù)標準STAM D7024-2012對參照樣和Phe-S-Ci8在40 ℃和100 ℃下的運動黏度進行測量，并計算出黏度指數(shù).采用德國NETZSCH公司生產的同步熱分析儀(STA449F3)對參照樣和Phe-S-Ci8的熱穩(wěn)定性進行測試，測試在氮氣氣氛下進行，升溫速率為10 ℃/min，測試溫度區(qū)間為25～600 ℃.

1.4 Phe-S-Ci8的傾點與閃點測試

使用美國Lawler公司生產的傾點測試儀(DR4-22L)，根據(jù)ASTM D97-09標準對Phe-S-Ci8和參照樣的傾點進行測試，結果精確度為±3 ℃.使用英國Stanhope-seta公司生產的閃點測試儀(82000-0)，根據(jù)ASTM D3828-09標準對Phe-S-Ci8和參照樣的閃點進行測試.

1.5 Phe-S-Ci8的氧化安定性測試

使用英國Stanhope-seta公司生產的潤滑油氧化安定性測試儀(15200-5)，參照ASTM D 2272-09標準對Phe-S-Ci8和參照樣的氧化安定性進行測試.具體操作為在樣品瓶中依次加入50±0.5 g樣品、5 mL的去離子水和催化銅線圈.使用氧氣對氧彈進行氣體置換，重復3次，確保彈體內的空氣完全被氧氣置換.充入620 kPa的氧氣后將氧彈置于150 ℃的油浴里，開始測試，當彈體內氣壓從最大值下降175 kPa后，測量結束，儀器自動記錄時間，此時間為潤滑油的氧化壽命.

1.6 Phe-S-Ci8的腐蝕性測試

銅片腐蝕試驗按照ASTM D 130標準進行，所采用標準銅片的尺寸為長，寬，高10 mm×10 mm×1 mm.將拋光、清洗后的銅片浸沒于樣品中，在150 ℃鼓風干燥箱中放置3 h后冷卻至室溫，將樣品取出，清洗干凈，觀察表面形貌.

1.7 Phe-S-Ci8的摩擦磨損性能測試

采用德國Optimol公司生產的微動摩擦磨損試驗機(SRV-Ⅴ)對Phe-S-Ci8和參照樣的摩擦學性能進行評價.試驗上試球為AISI 52100軸承鋼球(直徑10 mm、硬度700～800 HV)，下試盤為ZQSn 663銅盤(直徑24 mm、厚度7.9 mm、硬度140～160 HV)和2024鋁盤(直徑24 mm、厚度7.9 mm、硬度140～170 HV).測試前，依次用400、800和1500目碳化硅砂紙將下試盤表面打磨平整，用無水乙醇清洗干凈.在溫度為25 ℃、載荷為100 N、頻率為25 Hz、振幅為1 mm的條件下進行摩擦學性能測試，測試持續(xù)時間為30 min.測量結束后使用美國Bruker公司生產的三維輪廓儀(NPFLEX)對磨斑表面形貌進行掃描并計算出磨損體積.

1.8 磨斑表面分析

通過同步熱分析儀(Thermogravimetry,TG,STA44 9F3,NETZSCH,德國)對潤滑劑的熱穩(wěn)定性能進行測試.使用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM,Quanta250EFG,FEI,美國)觀察磨斑表面形貌.采用美國Therom Fisher公司生產的X射線光電子能譜儀(XPS)分析下試盤上磨斑表面特征元素的存在狀態(tài)，推斷可能的潤滑機理.測試采用激光源為Al-Ka、測試電壓為15 kV、功率為225 W、輸出角度為0 ℃、分辨率為0.3 eV和以內標為C 1s峰(284.8 eV)的結合能.

2 結果與討論

2.1 結構表征

Phe-S-Ci8:1H NMR (400 MHz,CDCl3)δ8.02-8.07(m,2H),7.74-7.70 (m,2H),7.44-7.35 (m,2H),7.25-7.21(m,2H),4.38-4.26 (m,4H),1.81-1.72 (m,2H),1.60-1.27(m,16H),0.99-0.89 (m,12H).13C NMR (100 MHz,CDCl3)δ167.03,140.81,133.34,131.76,128.19,126.30,125.86,68.32,39.37,31.05,29.43,24.47,23.41,14.46,11.52.

2.2 理化性質

閃點是潤滑油蒸汽和外界空氣形成混合氣體與火焰接觸時發(fā)生閃火并立刻燃燒的最低溫度，閃點的高低代表的是潤滑油在使用、存儲和運輸過程中安全性的高低，閃點是評價潤滑油安全性的重要指標之一.由表1的數(shù)據(jù)可知，Phe-S-Ci8的閃點為234 ℃，顯著高于偏苯三酸三異辛酯(Phe-3Ci8,219 ℃)和1088 (197 ℃)的閃點.與參照樣相比，Phe-S-Ci8具有較高閃點的主要原因可能是Phe-S-Ci8具有更多的芳環(huán)，芳環(huán)間的ππ堆積作用使得Phe-S-Ci8分子間作用力增加，從而降低Phe-S-Ci8的揮發(fā)性，因此Phe-S-Ci8具有更高的閃點[28].

表1 Phe-S-Ci8和參照樣的傾點、閃點、運動黏度、黏度指數(shù)及氧化壽命Table 1 Pour point,flash point,40 ℃ and 100 ℃ kinematic viscosity (v),viscosity index and rotating bomb oxidation time (Tr) of Phe-S-Ci8 and the reference sample

傾點是潤滑油在測試條件下能夠流動的最低溫度，傾點的高低反映了潤滑油的低溫流動性能的優(yōu)劣，傾點越低，油品的低溫流動性越好.由表1所列數(shù)據(jù)可以看出，Phe-S-Ci8傾點為?25 ℃，高于Phe-3Ci8(?45 ℃)和1088 (?29 ℃)的傾點.Phe-S-Ci8較高的傾點可能與分子中的芳環(huán)有關，芳環(huán)間的π-π堆積效應使?jié)櫥头肿优帕懈鼮榫o密，宏觀表現(xiàn)為潤滑油傾點的升高[29-31].

運動黏度(v)是指當潤滑油受到相對運動外力時分子所產生內部摩擦的量度.黏度是評價潤滑油性能的重要參數(shù)之一，潤滑油需要合適的黏度才可以在摩擦界面形成強度較高的油膜，從而起到有效的減摩抗磨作用.黏度指數(shù)指潤滑油黏度受溫度變化影響的大小.Phe-3Ci8、1088與Phe-S-Ci8在40 ℃時的運動黏度大于100 ℃的運動黏度，隨著溫度的上升潤滑油的黏度明顯下降(表1).由表1數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，隨著潤滑油分子中芳環(huán)數(shù)量的增加，潤滑油的黏度也隨之增大，相反其黏度指數(shù)隨之減小.Phe-S-Ci8之所以具有較高的黏度和較低的黏度指數(shù)與其分子中引入的芳環(huán)結構有關.芳環(huán)間的π-π堆積作用使得潤滑油分子間作用力增大，黏度隨之增大.而這種π-π堆積作用是一種弱相互作用，受外界溫度變化影響比較大，因此其表現(xiàn)出黏度指數(shù)較小的現(xiàn)象[32-35].

氧化安定性是指潤滑油在氧氣環(huán)境及金屬催化下抗氧化變質的能力.從表1中數(shù)據(jù)可以看出，Phe-SCi8的氧化壽命為352 min，遠高于1088 (42 min)和Phe-3Ci8(50 min)，表明Phe-S-Ci8的氧化安定性要顯著優(yōu)于1088和Phe-3Ci8.Phe-S-Ci8之所以具有較高的氧化安定性與其分子中的硫醚鍵有關，Phe-S-Ci8中的硫醚鍵可以分解氧化過程中產生的氫過氧化物，從而改變氧化歷程，提高油品的氧化安定性，并且Phe-S-Ci8分子中芳環(huán)與酯基形成p-π共軛體系也能大大提升樣品穩(wěn)定性從而使樣品有更好的氧化安定性[36].

2.3 熱穩(wěn)定性

熱穩(wěn)定性是指潤滑油在高溫條件下發(fā)生化學反應或分解的難易程度.熱穩(wěn)定性是評價潤滑油性能的重要指標，它體現(xiàn)了潤滑油在高溫下的穩(wěn)定情況，熱穩(wěn)定性較差的潤滑油在高溫環(huán)境下分解將導致減摩抗磨性能下降.圖2所示為Phe-S-Ci8與參照樣的熱重曲線圖.由圖2可以看出，Phe-S-Ci8大約在270 ℃開始分解，325 ℃左右分解完全.而參照樣Phe-3Ci8在250 ℃左右開始分解，275 ℃左右分解完全；1088在231 ℃左右開始分解，270 ℃左右分解完全.以上數(shù)據(jù)表明，Phe-S-Ci8的熱穩(wěn)定性要顯著高于參照樣Phe-3Ci8和1088.Phe-S-Ci8熱穩(wěn)定性的提升主要歸因于：一方面，Phe-S-Ci8的分子量較參照樣大；另一方面，Phe-S-Ci8分子中含有芳環(huán)與硫元素形成的p-π共軛體系，該共軛體系提高了分子的穩(wěn)定性[37-39].

Fig.2 TG analysis results of Phe-S-Ci8 and the reference samples圖2 Phe-S-Ci8與參照樣的熱重曲線圖

2.4 腐蝕性

腐蝕性是評價潤滑油基礎性能的重要指標之一，潤滑油腐蝕性的大小將直接影響潤滑油的減摩抗磨性能.試驗中，我們根據(jù)ASTM D 130標準對三種酯類潤滑油進行腐蝕性評價，試驗結果如圖3所示.圖3(a)所示為新拋光銅片的表面形貌照片，圖3(b～d)所示分別為浸沒在1088、Phe-3Ci8、Phe-S-Ci8中的銅片表面形貌照片.通過對比可以發(fā)現(xiàn)，經過腐蝕試驗后，銅片顏色由亮紅色[圖3(a)]轉為淺褐色[圖3(b)]，浸沒在Phe-3Ci8中的銅片顏色略微泛黃，浸沒在Phe-S-Ci8中的銅片顏色由亮紅色轉為褐色.因此，可以判斷1088、Phe-3Ci8和Phe-S-Ci8對銅片的腐蝕依次增大.Phe-S-Ci8之所以腐蝕性更強是由于分子中引入了活性硫元素，硫元素對有色金屬有較強的腐蝕性.

Fig.3 The photographs of the copper strips used in the corrosion tests: (a) new polished copper strip,(b～d) are the copper strips immersed in 1088,Phe-3Ci8 and Phe-S-Ci8 圖3 銅片腐蝕試驗照片：(a)新拋光的銅片；(b～d)分別為浸沒在1088、Phe-3Ci8和Phe-S-Ci8中的銅片

2.5 摩擦學性能

圖4所示為Phe-S-Ci8和參照樣作為鋼/銅摩擦副潤滑劑的減摩抗磨性能數(shù)據(jù).由圖4(a)所示摩擦系數(shù)圖可以看出，與參照樣1088相比，Phe-S-Ci8具有平穩(wěn)且較低的摩擦系數(shù)(約為0.104).Phe-S-Ci8的摩擦系數(shù)略高于參照樣Phe-3Ci8，這可能是因為Phe-S-Ci8的運動黏度較大，因而顯示出較高的摩擦系數(shù).由圖4(b)所示磨損體積數(shù)據(jù)可知，經Phe-S-Ci8潤滑后的銅下試樣的磨損體積與參照樣潤滑后的銅下試樣的磨損體積相比要略小一些，表明Phe-S-Ci8減磨性能要優(yōu)于兩種參照樣.總體而言，Phe-S-Ci8作為鋼/銅摩擦副潤滑劑的潤滑性能要略優(yōu)于參照樣Phe-3Ci8和1088.

Fig.4 Tribological properties of Phe-S-Ci8 and reference sample as steel/copper friction pair lubricants: (a) friction coefficient;(b) wear volume 圖4 Phe-S-Ci8與參照樣作為鋼/銅摩擦副潤滑劑的摩擦學性能：(a)摩擦系數(shù)；(b)磨損體積

圖5所示為經Phe-S-Ci8和參照樣潤滑后的銅盤磨斑表面形貌的SEM照片.由圖5可以看出，三種潤滑油潤滑的銅盤磨損行為是磨粒磨損為主并伴隨著輕微的黏著磨損，經1088潤滑后的下試樣磨斑最為明顯，其表面存在較深的犁溝.經參照樣Phe-3Ci8潤滑后的下試樣磨斑較淺，但其表面也存在較為明顯的犁溝.相反，經Phe-S-Ci8潤滑后的下試樣磨斑較淺，其表面只存在輕微的犁溝.

圖6所示為Phe-S-Ci8和參照樣作為鋼/鋁摩擦副潤滑劑的摩擦系數(shù)及磨損體積圖.由圖6(a)可以看出，與參照樣相比，Phe-S-Ci8具有更低且更平穩(wěn)的摩擦系數(shù)(摩擦系數(shù)保持在0.106左右)曲線.且隨著摩擦過程的進行，Phe-S-Ci8的摩擦系數(shù)有略微降低的趨勢.由圖6(b)可以看出，經Phe-S-Ci8潤滑后鋁下試樣的磨損體積明顯小于經參照樣潤滑后鋁下試樣的磨損體積.綜上所述，Phe-S-Ci8作為鋼/鋁摩擦副潤滑劑，潤滑性能優(yōu)于兩種參照樣.

圖7所示為經Phe-S-Ci8和參照樣潤滑后的下試樣鋁盤磨斑表面形貌的SEM照片.由圖7可以發(fā)現(xiàn)1088與Phe-3Ci8的磨損行為以磨粒磨損為主，Phe-S-Ci8的磨損行為主要以黏著磨損為主.通過對比磨斑大小發(fā)現(xiàn)經Phe-S-Ci8潤滑后的下試樣磨斑較淺且磨斑直徑較小，磨斑表面犁溝較淺.其中1088潤滑后的下試樣磨斑直徑最大，其表面有很深的犁溝；而經Phe-3Ci8潤滑后的下試樣磨斑的直徑較小，其表面犁溝深度、寬度較1088的磨斑表面有所降低.

Fig.5 SEM micrographs of the abraded surface of the lower sample copper disk after Phe-S-Ci8 lubrication and reference sample lubrication圖5 經Phe-S-Ci8和參照樣潤滑后的下試樣銅盤磨斑表面形貌的SEM照片

Fig.6 Tribological properties of Phe-S-Ci8 and reference sample as steel/aluminum friction pair lubricants: (a) friction coefficient;(b) wear volume圖6 Phe-S-Ci8與參照樣作為鋼/鋁摩擦副潤滑劑的摩擦學性能：(a)摩擦系數(shù)；(b)磨損體積

Fig.7 SEM micrographs of the abraded surface of the lower sample aluminum disk after Phe-S-Ci8 lubrication and reference sample lubrication圖7 經Phe-S-Ci8和參照樣潤滑后的下試樣鋁盤磨斑表面形貌的SEM照片

Fig.8 Variable load test of Phe-S-Ci8 and reference sample on friction pair: (a) steel/copper;(b) steel/aluminum圖8 Phe-S-Ci8與參照樣在摩擦副上的變載測試：(a)鋼/銅；(b)鋼/鋁

圖8所示為三種潤滑油在鋼/銅、鋼/鋁摩擦副不同載荷下的摩擦系數(shù).由圖8(a)可以看出，三種潤滑油作為鋼/銅摩擦副的潤滑劑時，Phe-S-Ci8在變載條件下始終保持極為穩(wěn)定的摩擦系數(shù)直至試驗結束(1 250 N)，而參照樣1088及Phe-3Ci8分別在600和900 N時出現(xiàn)摩擦系數(shù)突增的現(xiàn)象，達到承載極限.因此，Phe-S-Ci8作為鋼/銅摩擦副的潤滑劑表現(xiàn)出顯著優(yōu)于參照樣的極壓承載能力.通過圖8(b)可以看出，Phe-S-Ci8作為鋼/鋁摩擦副的潤滑劑，在200 N時摩擦系數(shù)出現(xiàn)突增的現(xiàn)象，而參照樣1088及Phe-3Ci8在100和150 N時分別出現(xiàn)摩擦系數(shù)突增的現(xiàn)象.因此，Phe-S-Ci8作為鋼/銅和鋼/鋁摩擦副潤滑劑均表現(xiàn)出了優(yōu)于參照樣的極壓承載能力.

為進一步探究Phe-S-Ci8的減摩抗磨作用機理，采用X-射線光電子能譜儀(XPS)對摩擦試驗下試樣磨斑表面的元素狀態(tài)進行了表征，結果如圖9和圖10所示.由圖9可以看出，經Phe-S-Ci8和參照樣Phe-3Ci8、1088潤滑后下試樣磨斑的O 1s譜在529.7～532.7 eV處有較為明顯的峰，可能為含有C-O、C=O基團的化合物或金屬氧化物的特征峰.在Cu 2p譜圖中，結合能在952.5和932.4 eV處有較為明顯的峰，對應的可能為CuO和CuO2.結合Cu 2p譜和O 1s譜可以判斷，在下試樣磨斑表面形成了以金屬氧化物為主要成分的氧化膜.但由于未經任何潤滑劑潤滑的銅摩擦副表面(Blank，新打磨的銅塊表面)也形成了1層組成類似的氧化膜，因此，無法判斷該氧化膜是來源于摩擦表面與空氣中氧氣的反應還是與酯類油的反應.另一方面，經不同潤滑劑(Phe-S-Ci8和參照樣Phe-3Ci8、1088)潤滑后的下試樣磨斑表面的氧化層組成沒有明顯差異，但這三種酯類潤滑油的減摩抗磨性能明顯不同.因此，可以認為該氧化層的生成不是Phe-S-Ci8使鋼/銅摩擦副具有較好減摩抗磨性能的主導因素.由圖9可以看出，Phe-S-Ci8潤滑后下試樣磨斑上未檢測到明顯的S 2p特征峰，說明該磨斑表面除發(fā)生氧化反應生成氧化層以外并未發(fā)生其他摩擦化學反應而生成摩擦化學反應膜.基于以上數(shù)據(jù)，我們可以推測Phe-S-Ci8在銅摩擦副上的減摩抗磨性能主要歸因于潤滑劑分子在摩擦副表面的物理吸附作用.Phe-S-Ci8分子中芳環(huán)的π-π共軛可以使?jié)櫥头肿痈玫奈皆诮饘俦砻嫘纬筛€(wěn)定的吸附膜，這可能是Phe-S-Ci8作為鋼/銅摩擦副的潤滑劑具備較好減摩抗磨性能的主要因素.

Fig.9 XPS spectra on the surface of copper disk: (a) Cu 2p;(b) C 1s;(c) O 1s;(d) S 2p圖9 銅盤磨斑表面XPS譜圖：(a) Cu 2p；(b) C 1s；(c) O 1s；(d) S 2p

Fig.10 XPS spectra on the surface of aluminum disk: (a) Al 2p;(b) C 1s;(c) O 1s;(d) S 2p圖10 鋁盤磨斑表面XPS譜圖：(a) Al 2p；(b) C 1s；(c) O 1s；(d) S 2p

由圖10可知，經三種酯類油潤滑后下試樣磨斑的O 1s譜在529.7～532.7 eV處有較為明顯的峰，可能為含有C-O、C=O、S=O基團的化合物或金屬氧化物的特征峰.Al 2p譜圖中在74.3及74.5 eV處具有明顯的峰，對應的化合物可能為Al2O3.通過O 1s和Al 2p譜我們可以判斷在磨斑表面生成了以金屬氧化物為主的氧化層，但由于未經潤滑劑潤滑的鋁摩擦副表面(Blank，新打磨的鋁塊表面)也形成了相同的金屬氧化層，因此，無法判斷該金屬氧化層來源于摩擦表面與空氣中氧氣的反應還是與酯類油的反應.此外，經不同潤滑劑(Phe-S-Ci8和參照樣Phe-3Ci8、1088)潤滑后的下試樣磨斑表面的氧化層組成沒有明顯差異，但三種酯類潤滑油的減摩抗磨性能具有很大差別.因此，可以判斷金屬氧化膜的生成不是Phe-S-Ci8使鋁盤上摩擦學性能優(yōu)良的主導因素.從S 2p的結合能譜圖可以看到，Phe-S-Ci8潤滑后的下試樣磨斑在結合能為163.5和168.7 eV處有較為明顯的峰，163.5 eV處的峰主要為硫醇和硫醚類物質的特征峰，而結合能在168.7 eV處的峰主要為含S=O官能團物質的特征峰[40].由此可以推斷，在摩擦過程中，經Phe-S-Ci8潤滑的摩擦副表面與Phe-S-Ci8發(fā)生了摩擦化學反應，正是因為在摩擦副表面生成了以硫氧化合物為主要成分的摩擦化學反應保護膜使得Phe-S-Ci8在鋼/鋁摩擦副上表現(xiàn)出優(yōu)良的減摩抗磨性能.基于以上數(shù)據(jù)分析，我們可以推斷在鋼/鋁摩擦副上Phe-S-Ci8與參照樣相比減摩抗磨性能更加突出的主要原因是在摩擦過程中發(fā)生的摩擦化學反應和物理吸附膜的共同作用.

3 結論

以具有特殊雙硫醚結構的二硫代二苯甲酸與異辛醇為原料合成了目標酯類潤滑油Phe-S-Ci8，并以Phe-3Ci8與1088為參照樣，研究了其物理化學性質和摩擦學性能測試結果如下：

a.與參照樣相比，Phe-S-Ci8中的雙硫醚結構使得Phe-S-Ci8本身具有減慢和阻礙氧化反應的作用，因此，Phe-S-Ci8表現(xiàn)出更好的氧化安定性及熱穩(wěn)定性.

b.Phe-S-Ci8作為鋼/銅、鋼/鋁摩擦副的潤滑劑，均表現(xiàn)出優(yōu)于參照樣的極壓承載能力.

c.Phe-S-Ci8作為鋼/銅摩擦副的潤滑劑，無法起到較好的抗極壓效果原因可能是Phe-S-Ci8無法在銅合金表面生成化學反應膜，作為鋼/鋁摩擦副的潤滑劑，Phe-S-Ci8與參照樣相比表現(xiàn)出抗極壓性能.

d.通過對磨斑表面元素進行分析發(fā)現(xiàn)，Phe-S-Ci8在鋼/銅摩擦副間的減摩抗磨性主要歸因于潤滑劑分子在摩擦副表面形成物理吸附膜及Phe-S-Ci8高黏度的協(xié)同作用.Phe-S-Ci8在鋼/鋁摩擦副上減摩抗磨性能主要歸因于Phe-S-Ci8與摩擦界面間的化學反應與物理吸附膜的共同作用.