含马来酸酯结构的噻二唑衍生物作为多功能添加剂的制备-本科毕业设计

含马来酸酯结构的噻二唑衍生物作为多功能添加剂的制备-本科毕业设计内容摘要：

第 1 章 绪论 极压抗磨剂的概况 在润滑油添加剂的研究中，极压剂和抗磨剂的研究一直占据首位。 润滑极压抗磨添加剂，主要是为了防止烧结、擦伤和磨损而使用的添加剂。 正是由于这种添加剂的加入，才使得润滑剂具备优良的性能。 它们可分为两类：活性和非活性添加剂。 活性添加剂主要是指能与金属表面发生化学反应形成一层保护膜的 添加剂；非活性添加剂主要是指通过自身或其分解产物沉积在金属表面形成保护膜的添加剂。 典型的活性添加剂化合物含有硫、磷或卤族元素；典型的非活性添加剂含有硼、硅、铝、锡、铅等化合物。 目前的极压抗磨添加剂按其品种类型又可分为含氯极压抗磨剂、含硫极压抗磨剂、含磷极压抗磨剂、有机金属盐类极压抗磨剂、含硼极压抗磨剂、稀土化合物极压抗磨剂、含钼极压抗磨剂、纳米粒子极压抗磨剂和杂环类极压抗磨剂等几类。 含氮杂环类润滑油添加剂的研究概况 近年来，随着科学技术的发展，工业设备、内燃机向高速、高负荷方向发展，要求所用的润 滑油具有良好的载荷性能和抗高温氧化性能，添加剂技术本身也向着满足更高质量发动机油的要求并提高全球标准的方向发展。 另一方面，随着人们对环境保护意识的增强，要求润滑油添加剂无毒或低毒。 随着现代机械设备的不断更新换代，以及由于在汽车等交通工具上安装 PCV阀和铂催化剂转化器后，要求使用“低磷、低锌”或“无磷、无锌”润滑油及添加剂。 因此，研究开发可以取代 ZDDP 的新型润滑油添加剂成了添加剂研究的热点之一。 目前，润滑油添加剂的研究方向为不含金属离子（ Ca 除外 )、氯及低磷的无灰高效新型添加剂。 近年来人们对含二元及三元 极压抗磨活性元素的硫 氮型、磷 氮型和硫 磷 氮型含氮极压抗磨润滑油添加剂的研究日益增多。 大量研究表明硫、磷等极压抗磨活性元素和含氮杂环官能团相结合的化合物具有优良的极压抗磨性能，同时还具有良好的抗腐蚀抗氧化性能，因此是一类具有应用前景的多功能润滑油添加剂，可望替代目前含锌、磷、氯等元素的一些高性能添加剂。 研究开发这一类新型多功能润滑油添加剂并考察分子结构和摩擦学性能间的关系及其抗磨减摩机理，有xx 理工学院毕业设计（论文） 4 重要的理论意义和实用价值。 杂环化合物作为润滑油添加剂之所以引起人们的兴趣主要是因为它们具有以下一些优点： a) 分子结构紧凑 b) 有良好的热稳定性 c) 含有添加剂必须具备的活性元素 d) 易于将不同官能团结合于同一个分子中 e) 对环境的危害小 基于以上因素，杂环化合物及其衍生物作为取代 ZDDP 作为新型润滑油添加剂的研究成为添加剂研究的热点课题之一。 近年来，国内外学者在这方面发表的大量研究表明，含有活性元素的杂环化合物及其衍生物具有优异的抗磨极压性，抗氧化性及抗腐蚀性。 噻二唑及其衍生物 50 年代初已发现，二巯基噻二唑 (DMTD)是铜、铅轴承合金有效的抗氧防腐剂，并能防止银合金不受 H2S 及其活性硫的腐蚀， 此外这类化合物还具有良好的抗磨性能。 尽管 DMTD 的油溶性较差，但其衍生物大多具有良好的油溶性。 在杂环化合物添加剂中，对 DMTD 衍生物的研究最为广泛。 并且由于其具有毒性较小、无灰等许多优点，国内外学者陆续合成了很多在同一分子中具有致密结构的氮杂环官能团与含极压抗磨活性元素基团相结合的杂环衍生物，并对它们的摩擦磨损性能和抗氧化及防腐蚀性能进行了研究。 大多数 1,3,4噻二唑衍生物都具有与二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP)相当或更加优良的极压、抗磨、抗氧化和防腐蚀等多种性能，其是一类可以在内燃机润滑油中替代 ZDDP 的良好多功能添加剂。 羟基在取代基中所处的位置对含羟基的 2,5二巯基 1,3,4噻二唑衍生物的摩擦学性能影响不大，而且当 1,3,4噻二唑的 2， 5 位被硫代磷酸酯基团取代时，其极压抗磨性能比 ZDDP 的更好，同时还具有优良的抗腐蚀性能。 将杂环引入聚乙二醇分子链，有可能制备出具有良好亲水性的共聚物。 预期含 S、 N 杂环的高分子纳米微粒在摩擦过程中将呈现出新的润滑特性。 因此进行新的噻二唑衍生物的合成和摩擦学性能研究，对寻求多功能润滑油添加剂具有重要的现实意义。 该类衍生物还具有良好的热稳定性能、抗腐蚀性能xx 理工学院毕业设计（论文） 5 和抗 氧化性能，因此噻二唑类衍生物可能是一类优良的多功能润滑油添加剂。 本论文的研究思路及研究内容 在文献调研和综合分析的基础上，本论文作者发现含氮、硫化合物是一类较好的潜在高效润滑油添加剂。 因此，本文从分子设计的观点出发，根据润滑油添加剂的分子结构与其摩擦学性能之间关系，把具有摩擦学性能的官能团进行组合，合成一种新的含马来酸结构的噻二唑衍生物，简称 871。 xx 理工学院毕业设计（论文） 6 第 2 章 实验部分 合成马来酸二异辛酯的试剂和仪器 ． 1 试剂 马来酸酐（ ） 分析纯 天津市科 密欧化学试剂有限公司 马来酸酐的三种结构式 异辛醇 () 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司 三乙胺（ ） 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司 无水乙醇（ 46g/mol） 分析纯 天津市光复精细化工研究所 NKC— 9 树脂 分析纯 天津市光复精细化工研究所 甲苯 () 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司 DMTD（ 150g/mol） 工业和焦作产 xx 理工学院毕业设计（论文） 7 DMTD 的结构式 仪器 SZCL型数显职能控温磁力搅拌器 SHBB95 型循环水式多用真空泵 三口烧瓶（ 250ml） 回流冷凝管 温度计（ 200℃） 电子天平 马来酸二异辛酯的合成 原理：马来酸酐和异辛醇再有催化剂 NKC— 9 树脂存在的条件下，在甲苯溶剂中反应，控制温度在 110℃左右，反应持续 4h，抽真空通过冷凝回流水的质量判断反应是否完全。 反应装置如下图所示： 31 铁 架 台 2 蛇 形 回 流 冷 凝 管 3 3 0 0 ℃ 温 度 计 4 马 来 酸 酐 、N K C 9 树 脂 和 异 辛 醇 5 5 0 0 m l 三 口 烧 瓶 6 加 热 器 7 分 水 器123456 xx 理工学院毕业设计（论文） 8 实验记录 （ 20200502— 1） C4H2O3+C8H18O NKC9 树脂 马来酸二异辛酯 马来酸酐和异辛醇的摩尔比是 1:， NKC9树脂 （ 09:50开始加热， 10:18达到 110℃） 4h 后停止加热得马来酸二异辛酯颜色呈黄 色。 （ 20200506— 1） 马来酸酐和异辛醇的摩尔比是 1:， NKC9 树脂 2g（ 9:42 开始加热， 16:42结束，理论水量是 ），加热约 5h，实际水量 6g，制的的马来酸二异辛酯呈棕褐色。 （ 20200507— 1） 原理同上，马来酸酐和异辛醇摩尔比是 1:， NKC9 树脂 2g，另外和前两次实验不同的是多加了甲苯，甲苯的作用是充当溶剂，不影响反应的过程。 实际获的水量 （理论水量 9g） ,然后过滤旋蒸（ 120℃），得马来酸二异辛酯 ，颜色呈淡黄色。 马来酸酐 异辛醇 NKC9 树脂 甲苯 2g 90g 1． 1mol （ 20200514— 1） 马来酸酐 异辛醇 NKC9 树脂 甲苯 2g 90g 原理同上，最后的水的质量 7g（理论 9g），过滤旋蒸（ 120℃）得马来酸二异辛酯 ，颜 色呈淡黄色。 xx 理工学院毕业设计（论文） 9 2． 实验分析 由上面的四次实验可知，加入甲苯充当溶剂可以使制的的马来酸二异辛酯的颜色变浅。