摩擦學(xué)學(xué)報(bào)磷嗪潤(rùn)滑劑的研究進(jìn)展葉承峰，張澤撫，劉居民中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研宄所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州73oooo亟待解決的問。

　　磷嗪化合物是類骨架由磷原子和氮原子交替排列的化合物，兼有無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的性能，可用作阻燃材料液晶特種橡膠電子材料潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑油添加劑等，人們?cè)缭?0世紀(jì)60年代以前就開始對(duì)磷嗪衍生物作為合成潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑油添加劑的性能進(jìn)行過考察。業(yè)己發(fā)現(xiàn)，芳氧基尤其是氟代芳氧基磷嗪和含氟燒氧基磷嗪衍生物均具有高自燃點(diǎn)高熱穩(wěn)定性高化學(xué)穩(wěn)定性和極低的蒸汽壓等特點(diǎn)，因而在作為耐活性氣體的真空栗油高溫潤(rùn)滑劑和硬盤面潤(rùn)滑劑方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　1磷嗪衍生物的合成方法作為潤(rùn)滑劑用的磷嗪酯類化合物主要有聚或聚磷嗪酯，其合成方法是在惰性溶劑中氯化氨與氯化磷反應(yīng)，主要產(chǎn)物是聚體和聚體，伴隨生成少量多聚體和高分子，其反應(yīng)式如下選用適當(dāng)?shù)娜軇┖痛呋瘎┛梢蕴岣呔垠w的產(chǎn)率。如喹啉衍生物12吡啶及吡啶的衍生物5觸。12，1671及白土18等催化劑。六氯聚磷嗪屬于無(wú)機(jī)化合物的范疇，但因它的些理化性質(zhì)與有機(jī)苯相似，且有芳香氣味，也稱之為無(wú)機(jī)苯。

　　磷嗪酯類化合物是由氯化聚或聚磷嗪與醇或酚在堿存在下反應(yīng)而得。這些反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)率和選擇性很大程度上依賴于醇或酚的結(jié)構(gòu)所用溶劑和反應(yīng)條件也等1報(bào)道了種簡(jiǎn)便的合成方法，采用該方法可以在丙酮碳酸鉀體系中高產(chǎn)率地合成系列對(duì)位取代的芳氧基磷嗪酯。另外，相轉(zhuǎn)移斤1法也可以提高磷嗪的酯化反應(yīng)速率。

　　06等213用616了8入8作相轉(zhuǎn)移催化劑，在，汩2，體系中方便地得到了全取代或部分取代的酯化物，朽，0，璐辦，=1 2磷嗪衍生物作為潤(rùn)滑劑21作為耐活性氣體的真空泵油在高真空或超高真空以及有活性氣體存在的特殊工況條件下，對(duì)真空栗油的要求更加苛刻。如在真空條件下用等離子干法刻蝕單晶桂多晶硅或氮化硅以生產(chǎn)高密度大規(guī)模集成電路時(shí)，氟離子與硅作用產(chǎn)生氟化硅氣體，如果用礦物油作為真空泵油則會(huì)很快變質(zhì)。由于多聚磷嗪酯具有優(yōu)良的抗燃性和潤(rùn)滑性，尤其是含氟烷氧基和氟代苯氧基磷嗪酯，其熱穩(wěn)定性好，熔點(diǎn)低，有非常高的抗活性氣體氯化氫氧氣磷化氫及氯化硅等能力，因此可以用作耐活性氣體的真空栗油。

　　并反應(yīng)而成。將其用作真空泵油運(yùn)轉(zhuǎn)7天后，其粘度基金項(xiàng)目國(guó)家杰出青年基金資助598256.

　　收稿日期200042修回日期20014142聯(lián)系人劉維民。

　　幾乎不發(fā)生改變。

　　1以等1心報(bào)道了2個(gè)系列的混合多聚磷嗪酯用作真空泵油義尸飛以謀中，或者圮，18和人6，其中入代00射2只123或。，廠丑尺爾，廣扎尺為玨鹵素烷基或烷氧基，篾，3亞甲基，8代2，只179為鹵素?zé)驘趸?，產(chǎn)生的活性氣體出或80并能降低填充材料尤其含氟高分子的膨脹，前者用作真空栗油在氟利昂尸14和氫氣的混和氣體存在下運(yùn)轉(zhuǎn)30天后，40，時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度由88 66俾低到868，5后者運(yùn)轉(zhuǎn)5周后粘度由8691降至845，5而相同條件下，商品潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度由7651升至145122用作航空高溫潤(rùn)滑油美國(guó)國(guó)防部和國(guó)家航空航天局提出集成綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)稱17其目的是為了滿足21世紀(jì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)增加1倍推力的要求關(guān)鍵，其要求是開發(fā)新的能夠耐受發(fā)動(dòng)機(jī)高溫工作環(huán)境油的些指標(biāo)。

　　芳氧基磷嗪及其氟代衍生物具有很高的熱穩(wěn)定性，作為高溫潤(rùn)滑劑直得到深入研究。道氏化學(xué)公司的研究人員利用壓力差掃描量熱法斤03，評(píng)價(jià)了些芳氧基磷嗪高溫潤(rùn)滑劑的物理性能熱氧化穩(wěn)定性122列出了些芳氧基環(huán)狀聚磷嗪化合物的最大氧化外推溫度?？?，芳環(huán)上013或013，取代與母環(huán)相比顯著降低了氧化穩(wěn)定性，而03或3，取代的氧化穩(wěn)定性能增加2040，取代對(duì)其氧化穩(wěn)定性也有定的影響。

　　用球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)只3及取代芳氧基磷嗪化合物的抗磨和減摩特性。如3，單使用或33取代沒有抗磨減摩作用，并且只用33取代時(shí)反而增大磨損，兩者協(xié)調(diào)時(shí)才有較好的抗磨減摩效果。其中師3氟甲基苯氧基4氟苯氧基聚磷嗪1結(jié)構(gòu)式如下有低的傾點(diǎn)15高氧化穩(wěn)定性良好的減摩抗磨作用。進(jìn)步研究明，在300，和45或135負(fù)荷下，對(duì)篾50鋼，33400鋼或人6152100鋼摩擦副，1的潤(rùn)滑性能優(yōu)于兕4.

　　室溫下，1的粘度為1401！而54其中1的粘度為136，54的粘度為138，在所有試驗(yàn)溫度下，1的密度都比，挪誠(chéng)抽，脫碰，胳由，汽考察3氟甲基苯氧基3截苯氧基運(yùn)聚磷嗪作為合成油添加劑的高溫摩擦學(xué)特性發(fā)現(xiàn)，艦?zāi)茱@著改善聚苯醚54季戊痛寒，嫌2各種芳氧基環(huán)狀聚磷，酯的氧化穩(wěn)定性〃試驗(yàn)條件；芳氧基環(huán)狀聚磷嗪酯的球摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果3心3乇1試驗(yàn)條件300；負(fù)荷45，轉(zhuǎn)速就能起到很好的潤(rùn)滑效果，即使在負(fù)荷高達(dá)935時(shí)，仍能似好地改善的潤(rùn)泔性能。閃此，通過合理設(shè)訃磷嗪的分子結(jié)構(gòu)，可以篩選出高件能的高溫潤(rùn)滑劑和高溫潤(rùn)滑油添加劑。

　　23作為硬盤潤(rùn)滑劑！隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，要求硬盤容量越來(lái)讀寫磁頭的飛行高度。業(yè)己發(fā)現(xiàn)，全氟聚醚，是能，需尋找高效的添加劑。研究明，多聚磷嗪酯化合物圮全，聚醚很好的添加劑，添加；CF24H6XIOOHOCH2CF2O0210，amp；0，廠2中可降低摩，系數(shù)，并能改善磁頭，界面的，生能，此外，添加的1成，10，能，以，在13中的熱穩(wěn)定性。，與父坨的潤(rùn)滑性能相當(dāng)，而且，與40，產(chǎn)生的相分離現(xiàn)象比的小221同時(shí)，多聚磷嗪醋化合物可以直接用作硬盤面潤(rùn)滑劑228.因其蒸氣壓低以及與材料的相容性好，是極有前途的硬盤潤(rùn)滑劑之。用，1作硬盤潤(rùn)滑劑在35，1也，3131試驗(yàn)機(jī)上運(yùn)行2000轉(zhuǎn)后，摩擦系數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)，潤(rùn)滑劑的最佳浸漬厚度為，5為成扒，1+含氟烷基，含氟烷氧基，各類?；?荒基，氨基等官能團(tuán)廣。

　　3抗磨機(jī)理及熱穩(wěn)定性不同結(jié)構(gòu)的磷噸化合物可能現(xiàn)出不的抗磨機(jī)理如丁氧基2233.氟丙氧基巨聚磷嗪可作為鋰娃脂的添加劑，該添加劑在摩擦面反應(yīng)生成聚合物保護(hù)膜，從而改進(jìn)潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑性能31 5等3叫氣+他譜項(xiàng)譜聯(lián)叫。；令15，付葉紅外光譜廠，凝膠涔透譜，核磁共振磷譜等儀器深入研允了的氧化穩(wěn)定性和降解機(jī)觀。；1分析農(nóng)明，在空氣中經(jīng)280，下氧化961！后，形成極少量分子量大于基礎(chǔ)油分子試的分產(chǎn)；31分析發(fā)現(xiàn)，的化學(xué)位移較復(fù)雜，中心在呢9的氧化產(chǎn)物同時(shí)還在12 4處出現(xiàn)信號(hào)。這明有聚體形成，因?yàn)樵诹鬃V中，磷嗪聚體現(xiàn)出正的化學(xué)位移，而聚體和多聚體或化分戶的化學(xué)位移為女也證實(shí)，能序聚體生成。以上結(jié)果叫正的降解模式是低聚化等33研究了磷嗪酯的高溫抗磨和極壓機(jī)理。他們發(fā)現(xiàn)，乙00相比，1的邊界脫生成速度較慢，即使在高負(fù)荷和高溫25，1下，邊界膜仍然較薄，但這種脫即使在高溫條件仍然能有效地減摩和抗剪切。研，還發(fā)現(xiàn)，保護(hù)膜最外層由含尺，和有機(jī)氟的有機(jī)金屬化合物組成，次層含有氧化亞鐵及氟氧化合物，膜的底層則含有氟化亞鐵和金，鐵。在組。成邊邛脫的所有化物中，化化亞鐵是4結(jié)束語(yǔ)磷嗪酯類化合物以其優(yōu)異的性能，很有希望成為未來(lái)商品化的高溫潤(rùn)滑劑和磁盤潤(rùn)滑劑。該研究領(lǐng)域目前亟待解決的問包括①進(jìn)步提高其溶解性能，因?yàn)榄h(huán)狀磷嗪化合物般不溶于礦物油，與1的相溶性也較差，7在，0中的溶解度為005，10的為2貨在保持磷噸化合物的潤(rùn)滑性能和熱穩(wěn)定性的同時(shí)，降低其蒸汽壓并改善其低溫流動(dòng)性。目前性能最好的，正在高溫時(shí)的蒸汽壓以及低溫流動(dòng)性都與1又寸潤(rùn)滑劑的要求存在差距。