Введение к работе
Актуальность проблемы.
Жесткие условия эксплуатации современной техники, а таете истощение ресурсов уникальных нефтей. вызывают необходимость разработки новых синтетических продуктов для их использования в качестве компонентов смазочных масел, гидравлических и смазочно-охлаждающих амдкостея. Так, бнедрение в машиностроительных отраслях промышленности новых, труднообрабатываемых спецсталей, переход на гибкие автоматазированные технологии требует создания новых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОН), обладающих не только высокой.охлаждающей способностью, но и отличными сказочными характеристикой, низкой токсичностьв и взрывопожа-робезопасностью.
В связи с этим, поиск и разработка технологии получения новых, химических продуктов, обладающих необходимым комплексом физико-химических и эксплуатационных характеристик для создания на их основе эффективных смазочных композиций является актуальной задачей.
Одним из перспективных классов химических соединений для использования в качестве основ и компонентов смазочных материалов является класс слокных зфиров., Диоктилсебацинат (ДОС) и. эфиры пентаэритрита (эфиры ПЭТ), производство которых освоено в промышленном масштабе, являются полностью замещенными, то есть не содержат свободные ' гадрок-сильные и карбоксильные группы. На основе двухатомных спиртов и дикар-боновых кислот мошо получать линейные- олиго- и полиэфиры, содержащие функциональные группы на концах молекул. ' Простота синтеза и наличие разнообразного сырья делает соединения этого класса весьма перспективны!/!! для использования ь качестве компонентов смазочных масел, гкдио-аідкостєя и СОЖ. Литературные данные о систематических исследованиях свойств таких соединений отсутствуют.
Целью вастояяей работы являлась разработка синтеза олиго- и полиэфиров на основи двухатомных спиртов к джйрбоковых кислот, исследова-кае их ф'лзшсо-химических я эксплуатационных свойств, а таыге выявление еогиоаих областей использования этого класса соединений в качестве КОШ10ЙЄІГГОВ сказочных масел и гидкостей.
' Для доспейния поставленной дали необходимо было реекть ряд задач:
изучать ккиетнку решщкп пслштлзксгізш двухатошых спиртов и ликарбонсвых кислот а влзише на.лез технологических факторов (температуры, продолжительности синтеза, соотноезшш компонентов);
осуществить синтез рада олиго- и -полизфяров. разлпчащ>$хся хи-шчес&ш состееои. коязкулярной-. кассой (степеиьэ гошконяенездии) -и BOJSNscTBoa функщшадашх (гадрохсвльшзі к карбоксильных) групп в ко-лакулах:
кесладозать флзлко-хзлаческвз свойства слнтезщзованішх эфиров:
изучать осяовгшз экспяуатацаоазгге характеристика шаго- и полиэфиров, в том Ч2ВПЗ адсорбцаониув и еїззнвгзідо способность:'
выявить -обьаатавно существуя» связь ыепду хнкичеезаш строением олиго- и'полпойїроз ш их свойствами при использования в ' качестве кокпонентоз сїлзочніес ізтріалов:
разработать технологию.получения новых сказочных катериалов на базе соединений ксследуойого класса и реализовать выпуск таких продуктов на прогашлонноноборудовании.
Еахзш-ішшшад.
Впервые прозедош систематические исследования олиго- и полиэфиров двухатомных спиртов и днкарбоновых кислот как компонентов
г-
смазочных материалов различного назначения.
Изучена кинетика реакции поликонденсации двухатомных сг.^.тзз ;: дикарбоновых кислот в отсутствие и в присутствии катализатора. Показано, что реакция протекает по уравнению второго порядка.
Впервые исследован состав олигоэфиров на основе пропиленгликоля или неопентилгликоля и адипиновой кислоты методом жидкостной хроматографии, получены параметры молекулярно-массового распределения олигоэфиров в абсолютных значениях массы. Установлено, что начальная стадия реакции НПГ с дикарбоновыми кислотами протекает как поликонденсация с зависимыми функциональными группами, то есть скорость взаимодействия мономеров значительно выше скорости взаимодействия олигомеров.
Проведены сравнительные исследования стабильности олигоэфиров разного химического состава к окислению. Установлено, что наиболее стабильны к окислению олигоэфиры неопентилгликоля и пропиленгликоля. экзотермическое, разложение которых начинается при более высокой температуре, чем ДОС и эфиров ПЭТ. Менее стабильна олигоэфиры диэтиленгли-коля. полиэтиленгликоля или полипропиленгликоля и адипиновой кислота.
Впервые изучены электрофизические свойства и адсорбционная спо
собность исследуемого класса сложных эфиров по отношению к стальной
поверхности. Установлено, что большинство олиго- и полиэфиров являются
эффективными донорами электронов, причем электроно-донорная способ
ность таких эфиров снижается при увеличении степени поликонденсашіи
более восьми. . .
Показано, что эфиры исследуемого класса обладают хорошими смазывающими свойствами в условиях трения качения и скольнения при точечном и линейном контакте. Уровень смазывающих свойств олигоэфиров определяется структурой исходного двухатомного спирта и степенью поликонденсации. Наибольшей работоспособностью при трении качения стали по
-4.-
сталк обладают олигоэфиры неопентилгликоля и дикарбоновых кислот со степенью поликонденсации (п =8). При трении медных сплавов (БРА5) олигозффы вызывают коррозионно-мехакический износ поверхностей трения с превалированием механического абразивного износа.
Определены оптимальные параметры синтеза олиго- и полиэфиров раз* .тачных двухатомных спиртов и адипиновой кислоты.
Рра^ТйЗе,скдя,,де|;,щость,|раОртн,
Выявлены перспективные направления практического использования олиго- и полиэф:фоа в качества компонентов смазочных материалов.
-
Разработана стабильная к механической деструкции загущающая присадка ПЭЗ к гидравлическим шдкостям на осново органических фосфатов. Получена оштно-пракызленная партия присадки, прошедзая испытания по комплексу лабораторных методов с полоаателышн результатом;
-
Разработана технология получения олигозфира ПЭГА в качестве основы сказочной композиции для прокатки труб из нергавеащих сталей, работоспособной в гестких условиях пластической деформации металла. На Уфгиском опытном заводе ВНИИ НП и ЫОПЗ "Нефтепродукт" получены опытные партии в количестве 190 и 250 кг. Использование олигозфира ПЭГА в качестве компонента смазочных масел в концентрации 30-70 о-^спечивает возмошость прокатки труб без их предварительного омеднения,"' "|едотв-ращает задир и налипание деформируемого металла на инструмент їг обеспечивает высокое качество поверхности труб (10-И класс чистоты).
-
На базе олигозфира ПЭГА разработана композиция водорастворимой негорючей смазочно-охлавдащей жидкости СОНЕЖ-ЮВ для шлифования стальной лен$. Составлена технология получения жидкости СОНЕЖ-ЮВ и на заводе "Капролактам" г. Дзержинск получена опытно-промышленная партия аидкости в количестве 4 тонн, которая поставлена ка завод "Серп и Молот" .
Апробапия работа. Результаты исследований докладывались на конференциях молодых ученых ВНИИ НП и МИКГ им. Губкина (г. Москва 1S82 и 1984 гг.), на III Всесоюзной конференции по синтезу, технологии и применению присадок к смазочным маслам (г. Дрогобыч. 1982). ка конференции по авиаГСМ (г. Киев 1985 г.), на семинаре "Рабочие жидкости для гидросистем летательных аппаратов" (г. Москва 1987 г.), на 1У Всесоюзной конференции по синтезу, технолопіи и применению присадок к смазочным маслам (г. Кременчуг 1987 г.)
Публикации. Материал диссертации опубликован в 7 статьях. 2 тезисах Всесоюзных конференций и 4 авторских свидетельствах.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах, включает 27 таблиц и 23 рисунка. Состоит из введения, пяти глав.. выводов, списка использованной литературы, содержащего юз наи-менования и приложения.
