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 【引言】

傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油抗磨極壓添加劑多為含氯、硫、磷的有機(jī)化合物或者是金屬鹽、胺鹽等物質(zhì)，使用后會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響，開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型潤(rùn)滑油添加劑是重要的發(fā)展趨勢(shì)。纖維素酯是一種重要的纖維素衍生物，具有耐沖擊強(qiáng)度大、加工溫度低、在非極性溶劑中溶解性能優(yōu)良等特點(diǎn)，可開(kāi)發(fā)為一種可生物降解的新型潤(rùn)滑油添加劑。纖維素的高結(jié)晶性超分子結(jié)構(gòu)使其難溶于普通溶劑中，長(zhǎng)鏈脂肪酸又存在空間位阻效應(yīng)，使它們難以在常規(guī)條件下發(fā)生反應(yīng)制得所需取代度的纖維素長(zhǎng)鏈脂肪酸酯，存在著合成難度大、酯化程度低等問(wèn)題。

【成果簡(jiǎn)介】

廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院黃祖強(qiáng)教授所帶領(lǐng)的廣西特聘專(zhuān)家科研團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的機(jī)械活化固相反應(yīng)器以機(jī)械活化共反應(yīng)劑法（Mechanical activation-assisted co-reactant reaction, MACR）合成纖維素酯乙酸丁酸酯（CAB）、纖維素酯乙酸辛酸酯（CAO）和纖維素酯乙酸月桂酸酯（CAL），采用高壓均質(zhì)技術(shù)制備相應(yīng)的納米纖維素酯，將其作為潤(rùn)滑油添加劑加入基礎(chǔ)油中，采用杠桿四球摩擦試驗(yàn)機(jī)研究不同納米纖維素酯的抗摩擦性能（圖1）。同時(shí)與常規(guī)共反應(yīng)劑法（Conventional co-reactant reaction, CCR）制備的纖維素酯進(jìn)行對(duì)比研究。由于機(jī)械力對(duì)纖維素結(jié)晶結(jié)構(gòu)的破壞和活化作用，MACR較CCR具有更高的反應(yīng)效率，且高壓均質(zhì)后的纖維素酯平均粒徑在100 nm以下，油溶性和分散性良好。MACR制備的納米纖維素酯作為添加劑時(shí)具有顯著的抗摩擦性能，隨著酯化劑鏈長(zhǎng)、酯化程度的增加而提高，有效降低試驗(yàn)鋼球之間的摩擦磨損（圖2），提高其最大無(wú)卡咬負(fù)荷（圖3）。因此，MACR法制備的纖維素長(zhǎng)鏈脂肪酸酯可開(kāi)發(fā)為一種綠色新型潤(rùn)滑油添加劑。

這一研究工作發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Cellulose上（題目：Tribological properties of nano cellulose fatty acid esters as ecofriendly and effective lubricant additives），并作為2018年第5期封面文章，張燕娟博士是該論文的第一作者，黃祖強(qiáng)教授為通訊作者。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1 納米纖維素酯的抗摩擦作用方式和效果示意圖

圖2 純基礎(chǔ)油及加入不同纖維素酯作為潤(rùn)滑油添加劑時(shí)磨球的磨斑3D圖

圖3 純基礎(chǔ)油及加入不同纖維素酯作為潤(rùn)滑油添加劑時(shí)磨球的最大無(wú)卡咬負(fù)荷

【小結(jié)】

采用自主研發(fā)的機(jī)械活化固相反應(yīng)器以機(jī)械活化共反應(yīng)劑法合成纖維素酯乙酸丁酸酯（CAB）、纖維素酯乙酸辛酸酯（CAO）和纖維素酯乙酸月桂酸酯（CAL），采用高壓均質(zhì)技術(shù)制備相應(yīng)的納米纖維素酯。由于機(jī)械力對(duì)纖維素結(jié)晶結(jié)構(gòu)的破壞和活化作用，MACR較CCR具有更高的反應(yīng)效率，油溶性和分散性良好。MACR制備的納米纖維素酯作為添加劑時(shí)具有顯著的抗摩擦性能，隨著酯化劑鏈長(zhǎng)、酯化程度的增加而提高，有效降低試驗(yàn)鋼球之間的摩擦磨損，提高其最大無(wú)卡咬負(fù)荷。因此，MACR法制備的纖維素長(zhǎng)鏈脂肪酸酯可開(kāi)發(fā)為一種綠色新型潤(rùn)滑油添加劑。