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聚α-烯烃高级润滑油基础油合成及其半合成油应用研究

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摘要

第一章文献综述

1.1 润滑油基础油

1.2 合成润滑油基础油的发展概况

1.3 合成润滑油基础油的分类及性能特点

1.3.1 合成烃类油

1.3.2 合成酯类油

1.3.3 聚亚烷基二醇合成油(PAG)

1.3.4 聚硅氧烷和含硅碳氢化物

1.3.6 含氟润滑油

1.3.7 其他新型合成润滑油

1.4 聚α-烯烃合成油

1.4.1 聚α-烯烃合成油的发展概况

1.4.2 PAO的合成

1.4.3 聚α-烯烃合成油催化剂研究进展

1.5 聚α-烯烃合成油调和油性质

1.6 选题依据

第二章 实验部分

2.1 实验试剂和仪器

2.1.1 实验试剂

2.1.2 主要仪器

2.1.3 主要原料单体性能

2.2 实验原理

2.3 α-烯烃齐聚反应过程

2.3.1 单体提纯

2.3.2 齐聚反应合成装置

2.3.3 齐聚反应合成

2.4 α-烯烃齐聚产物精制实验

2.4.1 齐聚产物的碱洗水洗处理

2.4.2 减压蒸馏

2.4.3 加氢精制

2.4.4 过滤及白土精制

2.5 齐聚产物性能表征实验

2.5.1 红外光谱法与在线红外

2.5.2 齐聚产物流变学实验

2.5.3 倾点测试法

2.5.4 PAO基础油与矿物油调和实验

第三章 α-烯烃齐聚反应工艺条件及其产物表征结果讨论

3.1 α-烯烃齐聚反应催化动力学研究

3.1.1 α-烯烃齐聚反应过程的在线红外表征研究

3.1.2 α-烯烃齐聚反应过程的动力学研究结论

3.2 温度因素对齐聚反应产率及产物性能的影响研究

3.2.1 温度因素对齐聚反应产率的影响

3.2.2 温度因素对齐聚反应产物性能的影响

3.3 混合原料对齐聚反应产物性能的影响

3.3.1 混合原料制备的PAO基础油的基本性能研究

3.3.2 混合原料制备的PAO基础油的红外光谱表征

第四章 PAO与矿物基础油调和制备半合成油应用研究

4.1 高粘度PAO制备半合成油性能研究

4.2 同等粘度PAO制备半合成油性能的影响

4.3 低粘度PAO制备半合成油性能的影响

4.4 本章小结

第五章 基础油齐聚产物及其PAO分子设计与理论模型研究

5.1 PAO体系分子模拟图

5.2 C20单分子体系不同温度下体系能量变化研究

5.3 PAO与α-烯烃高聚物的分子模拟比较研究

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

学位论文评阅及答辩情况表

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摘要

本文以α-烯烃为原料,通过使用(C2H5)2AlCl/TiCl4催化体系配位聚合的方法齐聚合成制备了Ⅳ类高级润滑基础油(PAO),并对聚α-烯烃类高级润滑基础油(PAO)合成工艺条件和精制流程及其半合成油的应用进行了研究。通过各项条件实验并对精制后的齐聚产物进行性能分析,研究结果表明最佳反应温度为40℃,原料最佳为1-癸烯,不同的原料种类可制备性能各异的产物。使用在线红外分析系统对Ziegler-Natta催化1-癸烯齐聚反应过程进行实时监测,确定最佳反应时间为4小时。通过PAO基础油与Ⅱ类矿物油调和实验,得出不同粘度的PAO含量对半合成基础油的低温性能和粘温性能的影响在体积分数小于15%时的基本体现为反协同效应,随后逐步转化为均相互溶效应。而粘度相近的PAO与矿物油调和时,受反协同效应影响较小。从而解释了为何工业中很少出现PAO含量较少的半合成油,而国外高端半合成基础油通常使用5∶5或4∶6的调配比例。通过分子模拟设计试验,绘制了PAO基础油的分子理论模拟体系;研究了齐聚产物体系中非键能和分子势能在不同温度下变化;分析比较了单个高分子量的聚α-烯烃分子和典型PAO分子C30的分子形态和热力学变化,证实其应用不同的原因。本文通过对PAO基础油及其半合成油的各项性能指标的检测分析,得出反应工艺条件和油品的综合性能能够满足工业生产和应用的要求,并通过分子设计理论模拟解释了其部分作用机理,达到了本课题的研究要求。

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