複合機能型潤滑剤の設計と評価

多功能润滑剂的设计与评价

• 批准号: 23246030
• 负责人: 南 一郎
• 金额: $ 30.95万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23246030/
• 关键词: トライボロジー; トライボ化学; 合成潤滑剤; 分子設計; イオン液体; 摩擦機構; 表面分析; 量子化学計算; 多機能潤滑剤; 熱分解機構; 複塩; ハロゲンフリー潤滑剤; 腐食; コーティング

平成23-24年度の成果に基づいて本研究の最終年度はイオン液体潤滑剤の実用化に向けた問題点の整理を検討した．1. イオン液体が大気中の水分を吸湿する現象は多く報告されている．前年度までの本研究でも実験室の湿度が摩擦試験の再現性や繰り返し性に影響を及ぼす傾向を見いだしている．そこで雰囲気制御が可能な容器内で摩擦試験を行った．疎水性のイオン液体でも空気中の湿度を40%から20%に減じることで摩擦係数が約20%減少した．油温100℃での摩擦試験でも明らかに湿度の影響が見られた．窒素中では摩擦係数の平均は空気中と同程度だが変動が減じた．2.　赤外分光光度計を接続した摩擦試験機でイオン液体が大気中から吸湿する現象を追跡した．静的条件では吸湿はほとんど起こらないが摩擦試験の開始と同時に顕著な吸湿が見られた．吸湿水はイオン液体と何らかの構造体をとって安定化していることを分光学的に検証した．3.　イオン液体の実用化に際して最大の障害である金属に対する腐食性は非ハロゲンのアニオンを使用することでかなり改善した．H24年度に提案したカチオンが電子受容体となり電気化学反応によって金属の腐食が進行する機構は長期的な耐摩耗性に影響を及ぼす．腐食防止剤を検討した結果，カチオンの前駆体で電荷を持たない分子が効果的であることを見いだした．これは吸着膜を生成して金属表面を保護することを実験的に確かめた．この吸着膜は低荷重条件で摩擦係数の低下にも寄与した．4.　アンモニウム塩とホスホニウム塩の安定性を量子化学シミュレーションにより推定した．イオン化による安定性への寄与はホスホニウム塩のほうが大きいことが推算され，実験結果とよい相関が見られた．このシミュレーション手法をイミダゾリウムアニオンに適応して金属腐食の原因となるハロゲンラジカルが生じるメカニズムを推定した．

在本研究的最后一年，基于2011年和2011年获得的结果，我们考虑将问题组织到离子液体润滑剂的实际应用中。 1.离子液体从大气中吸收水分的现象有很多报道。这项截至前一年进行的研究还发现实验室湿度有影响摩擦测试的再现性和可重复性的趋势。因此，我们在可以控制气氛的容器中进行了摩擦测试。即使使用疏水性离子液体，通过将空气湿度从 40% 降低到 20%，摩擦系数也会降低约 20%。在油温100℃的摩擦试验中可以清楚地看到湿度的影响。在氮气中，平均摩擦系数与空气中相似，但变化较小。 2. 我们使用连接红外分光光度计的摩擦测试仪跟踪离子液体从大气中吸收水分的现象。尽管在静态条件下几乎没有发生吸湿，但在摩擦测试开始的同时观察到显着的吸湿。我们通过光谱证实吸湿水通过与离子液体形成某种结构而稳定。 3、对金属的腐蚀是离子液体实际应用中最大的障碍，通过使用非卤素阴离子得到了显着改善。 2016财年提出的机制是，阳离子成为电子受体，通过电化学反应进行金属腐蚀，影响长期耐磨性。通过研究腐蚀抑制剂，我们发现不带电荷的阳离子前体分子是有效的。实验证实，这通过形成吸附膜来保护金属表面。该吸附膜还有助于降低低负载条件下的摩擦系数。 4.通过量子化学模拟评估了铵盐和鏻盐的稳定性。据估计，鏻盐的电离对稳定性的贡献更大，并且观察到与实验结果良好的相关性。我们将该模拟方法应用于咪唑阴离子，以估计导致金属腐蚀的卤素自由基的产生机制。

项目成果

Why ionic liquid lubricants? - Chemistry, state of the art, prospects

为什么选择离子液体润滑剂？

• 作者: N.Fukushima;A.Tsunemi;M.Shimura;Y.-S.Shim;M.Tanahashi;T.Miyauchi;Shigenobu Ogata and Jun-Ping Du;Mami Yokoyama;Etsuji Ohmura;I.Minami
• 通讯作者: I.Minami

Halogen-free borate ionic liquids as novel lubricants for tribological applications

• DOI: 10.1016/j.triboint.2013.08.002
• 发表时间: 2013-11
• 期刊: Tribology International
• 影响因子: 6.2
• 作者: V. Totolin;I. Minami;C. Gabler;N. Dörr

摩擦面におけるイミダゾリウム系イオン液体分子挙動のその場観察

摩擦表面咪唑基离子液体分子行为的原位观察

• 作者: Lijiao Hu;Yang Ju;Hosoi Atsushi;岩田かおり;新見一樹;安江常夫;三宅晃司
• 通讯作者: 三宅晃司

Chemical Reactivity of Ionic Liquids

离子液体的化学反应性

• 作者: Y.J.Wang;A.Ishii;S.Ogata;奥村和;Etsuji Ohmura;加地史弥，山口祐樹，高橋哲，高増潔;万代俊彦;I.Minami
• 通讯作者: I.Minami

軸受鋼に対するイオン液体の潤滑性に関する研究

离子液体对轴承钢润滑性能的研究

• 作者: 橘倫太郎;斎藤隆之;佐々木信也
• 通讯作者: 佐々木信也