環境優先型潤滑剤の分子設計

环保润滑油的分子设计

基本信息

批准号：
05650141
负责人：
中野隆
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究は実験的方法と理論的方法の両面から行なわれた.従来の潤滑剤は境界潤滑により摩擦逓減を行っていた.従って摩擦係数の下限は0.1程度であった.本研究に用いる開発する潤滑剤は環境への影響を最小にするために従来の潤滑剤より潤滑性が劣る可能性がある.このような物質においても良好な潤滑性能を維持するために表面化学反応により生成した物質が弾性流体潤滑を生じるような条件の設定を研究した.高分子のモノマーを溶媒とする環境下,溶媒の吸着活性を有する金属を摩擦することにより,摩擦面に高分子を生成させ摩擦係数を低下させる試みを行った.この結果潤滑に有効な摩擦高分子を生成させるためには,摩擦する金属の一方が溶媒分子の吸着活性を有していればよいことがわかった.このようにして生じた膜は自己修復性を有し,何等かの原因に因って潤滑膜が破断しても表面化学反応によって修復される点が従来の弾性流体潤滑膜と異なっている.また摩擦面が有効な高分子重合の触媒活性を有するためには,初期の摩耗率を小さくしておく必要が有ることがわかった.また表面粗さが反応活性の大小に影響を与えることも判明した.そのため表面粗さを系統的に表現する方法の開発も併せて行った.理論的方法としては分子軌道法による量子力学的計算を応用し摩擦面における表面化学反応によって生成する物質の物理化学的性質を推定し,環境にやさしい潤滑剤選択の第1スクリーニングとする方法研究した.この結果拡張ヒュッケル分子軌道法をd電子にまで適用した計算によりモノマーが共役π電子系を有している場合,金属のd軌道の空孔濃度とフロンティア電子の反応活性の相関が,実験から得られた反応活性と良い一致を示すことがわかった.

该研究是对实验和理论方法进行的。传统的润滑剂通过边界润滑减少了摩擦。因此，摩擦系数的下限约为0.1。在这项研究中开发的润滑剂可能比常规润滑剂低，以最大程度地减少对环境的影响。为了维持良好的润滑性能，我们研究了表面化学反应产生的物质会产生弹性液体润滑的条件。我们试图通过将聚合物单体用作溶剂并降低摩擦系数的环境，通过溶剂的吸附活性在摩擦力表面上产生聚合物。结果，发现为了产生有效润滑的摩擦聚合物，其中一种摩擦金属具有溶剂的吸附活性。以这种方式制作的电影具有自我修复的特性，由于某种原因，润滑膜破裂了。即使在决定后，修复表面化学反应的事实也与常规的弹性流体润滑膜不同。此外，发现为了使摩擦表面具有有效的聚合物聚合活性，必须保持初始磨损速率较小。还发现表面粗糙度会影响反应活性的大小。因此，还开发了一种系统表达表面粗糙度的方法。作为一种理论方法，应用了使用分子轨道方法的量子机械计算来估计由表面化学反应在摩擦表面上产生的物质的物理化学特性，并研究了对环保润滑剂选择的首次筛选。通过将扩展的Hückel分子轨道方法应用于D电子获得，以及当单体具有共轭π电子系统时，金属的空位浓度与前沿电子的反应活性之间的相关性与实验中获得的反应活性很好地匹配。