增黏、防腐、减摩抗磨多功能一体化的水基润滑添加剂的设计制备及摩擦学性能研究

段永波1,3,4, 刘骁1, 郭平霞1, 陈强1, 蔡美荣1, 周峰2（1.烟台先进材料与绿色制造山东省实验室；2.中国科学院 兰州化学物理研究所 润滑材料全国重点实验室；3.齐鲁工业大学 机械工程学院；4.山东省机械设计研究院）

摘要: 本文中以聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸二甲氨乙酯的共聚物作为阳离子，以含双羧基的N-月桂酰谷氨酸根作为阴离子，合成了1种新型的质子型聚离子液体PPDL，并将其用作水基润滑添加剂. 通过SRV-V摩擦磨损试验机和全自动真彩共聚焦显微镜，对添加剂PPDL的摩擦磨损性能进行了表征. 此外，利用扫描电子显微镜(SEM)观察磨斑表面的微观形貌，并结合电接触电阻(ECR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和飞行时间二次质谱法(ToF-SIMS)分析，深入研究了PPDL添加剂的润滑机理. 结果表明：PPDL添加剂能显著提高水基润滑液的黏度、抗腐蚀性能和减摩抗磨性能. 与去离子水相比，当PPDL的添加质量分数为6%时，水基润滑液的摩擦因数和磨损体积分别降低了约71%和86%，展现出卓越的减摩抗磨效果. 机理分析结果显示：含有PPDL的润滑液能在球盘摩擦副界面处形成物理吸附膜和化学反应膜，两者协同作用显著提高了水基润滑剂的摩擦学性能. 该PPILs润滑添加剂不含硫、磷和卤族元素，制备简单，绿色环保，有望作为全合成水基金属加工液或难燃液压液的增黏润滑添加剂.

关键词: 聚离子液体; 水基润滑添加剂; 流变学性能; 摩擦学性能; 润滑机理