TMP三油酸酯作为环保润滑油添加剂的摩擦学影响评估

工程科学与技术，国际期刊35（2022）101068完整文章三羟甲基丙烷三油酸酯作为环保润滑油添加剂Chiew Tin Leea，Cheng，Mei Bao Leea，Siti Hartini Hamdanb，William Woei Fong Chonga，c，Cheng，郑同忠d，张鹤东e，陈伟龙fa马来西亚科技大学机械工程学院，马来西亚，柔佛州，b吉隆坡大学马来西亚化学生物工程技术研究所生物工程技术系（UniKL MICET），Alor Gajah，Melaka 78000，马来西亚cAutomotive Development Centre（ADC），Universiti Teknologi Malaysia（UTM），Johor Bahru，Johor 81310，Malaysiad上海交通大学中英低碳学院，上海临港，201306，中国e名古屋大学研究生院信息学研究科复杂系统科学系，名古屋市千草区四郎町，邮编464-8601丰益油脂化学公司，56 Neil Road，088830，新加坡阿提奇莱因福奥文章历史记录：2021年5月26日收到2021年8月29日修订2021年9月28日接受2022年2月26日在线提供关键词：润滑状态摩擦磨损三羟甲基丙烷三油酸酯润滑添加剂A B S T R A C T大 约 17.9% 的 燃 料 能 量 用 于 克 服 乘 用 车 中 的 发 动 机 摩 擦 ， 发 动 机 摩 擦 损 失 进 一 步 细 分 为 沿 流 体 动 力 学（40%）、弹性流体动力学-由于纯滑动运动（40%）、混合（10%）和边界（10%）润滑状态的损失。因此，为了评估TMP三油酸酯作为一种环保添加剂对低粘度聚α烯烃（PAO）在不同润滑状态下的摩擦学影响，本研究采用了Stribeck型分析。通过本研究发现，PAO与5体积% TMP三油酸酯共混时，粘度指数显著增加。在摩擦学上，在不同滑动速度和施加法向载荷的测试条件下，确定了与纯PAO相比，该共混物可分别潜在地降低高达6.09%和39.65%的摩擦功率和磨痕直径这种改进被证明还协同地增强了该共混物在混合润滑状态下的摩擦改进剂效果，当接触由该混合物润滑时延迟了边界润滑状态的开始©2021 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍植物油通常不被用作润滑剂，特别是用于封闭的润滑系统（例如，发动机润滑系统），这是由于其差的热氧化稳定性。为了克服这一问题，人们常对植物油进行化学改性，通过去除植物油分子β碳位上的氢分子[1]来提高植物油的氧化稳定性和热稳定性，这可以通过植物油的转酯化过程来实现，生产脂肪酸甲酯（FAME）。Knothe和Steidley描述了FAME的优异润滑性归因于其赋予氧原子的极性，允许分子吸附到金属表面以形成足够厚的保护膜[2]。这种特性可以类似地增强润滑剂的摩擦改进剂效果。尽管FAME旨在作为压燃式发动机中石油柴油燃料的替代品，但已经进行了许多研究来探索FAME作为可生物降解润滑油的潜力。*通讯作者。主要通讯作者。电子邮件地址：ctlee5@graduate.utm.my（C.T. Lee）。cants[3然而，当被认为是润滑剂时，FAME的主要缺点是其相对低的粘度，这通常导致不期望的承载能力。为了保持FAME的润滑性，可以在将FAME转化为多元醇酯中引入第二酯交换过程。除了可生物降解外，多元醇酯还具有优异的热稳定性[7与其他多元醇基团（如新戊二醇和季戊四醇）相比，三羟甲基丙烷（TMP）更常见，通常用于这些酯的合成[11]。一种典型的研究TMP酯以TMP三油酸酯（C24 H28 O5）的形式出现，其衍生自完全单不饱和的油酸。这种TMP酯广泛用于工业应用，例如液压油、二冲程发动机油和金属加工油[7，12TMP三油酸酯已被证明具有高生物降解性水平[12，16]。它还具有213 -230 °C从摩擦学的角度来看，TMP三油酸酯的粘度指数（VI）测量为在190 [12，15，17]的范围内，这是较高的https://doi.org/10.1016/j.jestch.2021.09.0142215-0986/©2021 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestchChiew Tin Lee，Mei Bao Lee，Siti Hartini Hamdan etal.工程科学与技术，国际期刊35（2022）1010682比大多数市售发动机润滑剂都要好。除了TMP三油酸酯之外，许多类型的植物油已被用于衍生它们各自的TMP酯基生物可降解润滑剂[18迄今为止，可生物降解的润滑剂（如多元醇酯）通常用于开放式润滑系统，其中使用过的润滑剂在操作期间直接损失到环境中[10]。即使对环境友好型润滑剂的需求不断增加，可生物降解的润滑剂仍然没有被广泛采用。这主要是因为合成这些油脂化学润滑剂的成本较高（估计比现有润滑剂贵2至5倍）[23]。除了被认为是基础油之外，多元醇酯基流体也可以作为添加剂用于生产[24，25]。因此，这种酯基流体不仅可以作为潜在的基础流体，而且可以作为潜在的润滑剂添加剂。例如，Rico等人研究了天然和合成酯与聚α烯烃（PAO）基础油[26]使用四球测试仪。应注意，PAO基础油由通过α-烯烃的催化低聚衍生的饱和低聚物组成[27]。他们观察到，由于这些酯作为碳氢化合物基润滑剂的极性，它们本身作为低极性基础油（如PAO和矿物油）中的减磨剂的潜在候选者通过他们的研究，他们得出结论，合成酯（例如，TMP基酯）在边界润滑状态下比天然酯（如植物油）能更好地起作用然而，该研究仅报告了磨损特性，很少或根本没有强调所研究摩擦学结合的摩擦性能。当在极端压力条件下使用四球测试仪和高频往复式试验台（HFRR）进行测试时，Zulkifli等人。观察到典型润滑剂的防磨损润滑特性可以通过添加高达3体积%的棕榈油基TMP酯来改善[28]。他们解释说，这种积极的摩擦学特性是脂肪酸TMP酯形式的足够表面活性元素覆盖表面粗糙度以防止直接表面与表面接触的结果另一方面，沿着流体膜润滑状态（使用HFRR测量），他们报告说，通过向测试的润滑剂中添加高达7体积%的棕榈油基TMP酯，可以实现摩擦损失的降低Yunus等人[29]也类似地报告了这一发现，他们观察到使用棕榈油基TMP酯时的磨损量低于典型液压油。在另一项研究中，Zulkifli et al.进一步研究了棕榈油基TMP酯与石蜡油混合的极压润滑[30]。他们证明，添加高达5体积%的棕榈油基TMP酯可导致测试石蜡油的极压特性改善，从而与由纯石蜡油获得的表面粗糙度相比，导致表面粗糙度降低迄今为止，关于TMP三油酸酯的报告研究集中在磨损特性上，仅提供了在有限滑动速度和施加的正常载荷范围内的摩擦系数值。这种最小值信息不足以彻底评估其在不同润滑状态下的摩擦性能。不否认磨损的重要性，TMP三油酸酯在不同润滑操作状态下的摩擦性能同样是必要的，特别是对于发动机润滑系统，其中操作范围通常涵盖广泛的润滑状态[21]。对于乘用车，大约17.9%的燃料能量用于克服发动机摩擦[31]，发动机摩擦损失进一步分为流体动力学损失（40%），弹性流体动力学和边界（10%）润滑制度[31]。为了从根本上评估润滑剂及其添加剂在不同润滑状态下的影响，应进行Stribeck型分析。通过Stribeck曲线，如图1所示，研究了添加剂对摩擦特性的影响Fig. 1.基于Stribeck曲线作为Hersey数的函数的润滑状态。然后可以相应地评价所选基础油的特性。例如，边界润滑状态开始的延迟（Stribeck曲线沿着Hersey数向右手侧移动）可以指示改进的摩擦改性另一方面，沿边界润滑状态的摩擦降低可表明添加剂在增强润滑剂共混物的极压或抗磨效果方面因此，可以确定添加剂浓度在不同润滑状态下的协同作用或拮抗作用。本研究旨在扩展作者[32]对TMP三油酸酯的研究，以考虑其作为发动机润滑油系统环保添加剂的潜力。该目的通过使用销盘式摩擦计测定TMP三油酸酯以小浓度加入到低粘度合成低粘度PAO基础油中时在不同的施加法向载荷和滑动速度下的摩擦学影响来实现该分析还预期允许更全面地从根本上阐明TMP三油酸酯作为低粘度合成基础油的潜在润滑剂添加剂在广泛的润滑操作制度中的作用2. 实验方法本研究采用的实验方法包括测量以低粘度PAO基础油与TMP三油酸酯（最高浓度为10体积%）混合润滑的摩擦副的1）流变性能、2）摩擦性能和3）磨损特性。对于每种试验润滑剂，制备一（1）升样品用于制备试验润滑剂的TMP三油酸酯（CAS号57675-选择Durasyn 164X PAO作为低粘度基础油。这种PAO基础油适用于高性能应用，如变速箱油和发动机油。将PAO基础油和TMP三油酸酯的共混物在2000rpm下搅拌30分钟以确保均匀共混，然后放置24小时以观察任何分离。应注意，对于所有制备的样品均未观察到分离层2.1. 流变性能流变性能，即密度和运动粘度，对于测试润滑剂，在以下温度下测量：在摩擦测试之前和之后，在25 °C和100 °C的温度下进行。在本研究中，使用Brookfield旋转粘度计来测量Chiew Tin Lee，Mei Bao Lee，Siti Hartini Hamdan etal.工程科学与技术，国际期刊35（2022）1010683¼ ¼ ¼¼¼120测试润滑剂的动态粘度。使用油浴将测试润滑剂加热至所需温度然后，为了将测得的动态粘度转换为运动粘度，在相应的温度下使用密度计测量测试润滑剂的密度。然后，这些特性被应用于确定润滑剂粘度-压力系数a，该系数用于计算最小润滑剂膜厚度（将在以下部分中讨论在本研究中，根据Wu等人[33]提出的自由体积理论计算粘压系数a。对于矿物油和合成烃基润滑剂，温度T下的a如下：a/1/2/0：1593/0：2189logg0μ m ×m0μ1μm式中，loglogg0=10000：7=-m0logT27 3N0。另一方面，项m0是斜率，而项N0是润滑剂动态粘度与温度之间的对数线性关系的截距值得注意的是，g0指的是相应测量温度T下的整体润滑剂动态粘度。然后，基于ASTM-D2270计算测试的润滑剂共混物的粘度指数（VI）。2.2. 电气性能测试使用ASTM-G99兼容摩擦计测量测试润滑剂的摩擦性能，该摩擦计被配置用于图2中给出的销盘设置。这允许在纯滑动条件下评估润滑剂特性。在这项研究中，一个铸铁滑动销旋转对磨损盘制造的工具钢JIS-SKD 11在室温条件下。对于每种测试的润滑剂重复摩擦测试三次。使用能量色散X射线光谱法（EDX）测定这些材料的元素组成，并在表1中给出。滑动的弹性模量和泊松比销和的磨损磁盘是给定E1110 GPa，m10： 21和E2210 GPa，m20： 27。在摩擦测量期间，滑动销经受施加10 N至50 N的载荷，同时磨损盘在20 rpm至2000 rpm之间旋转。选定的施加法向载荷被确定为给出在0.767 GPa和1.311 GPa范围对于所有摩擦测量，将磨损轨迹半径在本研究中，从20 rpm开始至2000rpm进行摩擦试验，从10 N开始至50 N，以10 N的增量间隔进行。这种配置允许基于更宽范围的润滑操作状态对摩擦性能进行更全面的评估。对于每种测试配置，采用3分钟的滑动时间，每种试验润滑剂的累计总滑动距离为25，827 m。需要注意的是，润滑剂是连续供应的，以确保完全浸没的入口连接。为了从根本上阐明与润滑操作状态相关的测量摩擦特性，使用Hamrock和Dowson[34]推导的公式估算最小润滑剂膜厚度。圆形接触的最小润滑油膜厚度如下所示：hminR ¼3：63U0点68分G0：49W-0：073 .1-E -0：68Σð2Þ其中，E01/21-m2=E11-m2=E2-1;G1/2a E0;U1/4ug=E0R，Ww=E0R2。所施加的法向载荷和滑动速度分别由项w和u表示另一方面，在本研究中，术语R指的是铸铁滑销端盖弯曲，曲率半径（5 mm）。2.3. 磨损表征除了确定测试润滑剂的摩擦性能之外，还在摩擦测试之前和之后进行滑动销和耐磨盘的磨损表征。使用光学显微镜测量滑动销的磨痕直径，同时测量滑动销的表面粗糙度和图二. 配置用于销盘设置的摩擦计的示意图。表1本研究中使用的铸铁（滑动销）和JIS SKD-11工具钢（耐磨盘）的元素组成的原子百分比（%），其余成分为铁（Fe）元素类型铸铁（滑销）JIS SKD-11工具钢（耐磨盘）碳（C）3.511.5硅（Si）3.20.3锰（Mn）0.4–磷（P）0.018–硫（S）0.01–铬（Cr）–12钼（Mo）–0.7Vanessa（V）–0.4Chiew Tin Lee，Mei Bao Lee，Siti Hartini Hamdan etal.工程科学与技术，国际期刊35（2022）1010684×/使用非接触模式原子力显微镜（AFM）测定磨损盘。对于20l m ×20l m的扫描区域，在摩擦测试之前测量滑动销和耐磨盘的表面粗糙度参数，并在表2中进行总结。为了进一步确定在摩擦测试期间由测试润滑剂引起的任何形式的摩擦学影响，还使用EDX对沿着磨损轨迹的磨损盘上的元素浓度进行定量。需要注意的是，表面粗糙度和EDX测量值是基于沿磨损盘上磨损轨迹的三（3）个单独位置的平均值进行的3. 结果和讨论图3呈现了在25 °C和100 °C之间的温度下测量的纯PAO和纯TMP三油酸酯的密度和运动粘度。通常，可以观察到，在测试的温度范围内，与所研究的纯PAO基础油相比，纯TMP三油酸酯粘性更大。在流体动力学润滑状态下，通常预期更粘稠的TMP三油酸酯产生更好的承载能力，但与纯PAO相比以产生更高的粘性剪切损失为代价（s/g）。当用于汽车发动机时，这也会造成更高的泵送和液压粘性损失[35，31]。如今，为了从粘性损失中节省能量，用于机器元件的润滑剂优选具有尽可能低的粘度。因此，与所选择的纯PAO相比，采用纯TMP三油酸酯作为基础油可能不太优选。润滑剂选择的这一标准对于应用（如发动机缸内润滑）更为关键，其中粘性损失估计高达活塞环-衬套连接处总摩擦损失的40%[31]。因此，不是探索作为基础油的潜在用途，发动机润滑油，这是经常在文献中报道，本研究的目的是确定TMP三油酸酯可以发挥作为一种环保添加剂的低粘度合成PAO基础油在纯滑动条件下广泛的润滑制度的摩擦学作用。作为第一近似值，图4给出了当与TMP三油酸酯以2.5体积%至10体积%的浓度共混时PAO的测量密度和运动粘度。 在整个测量的温度范围内，与PAO的基础油相比，可以看到当加入2.5体积% TMP三油酸酯时PAO的密度仅略微变化。然而，当TMP三油酸酯的量进一步增加时，混合物的密度增加。观察到升高。对于测试的润滑剂混合物的测量的运动粘度也类似地观察到这种趋势。在本研究中，TMP三油酸酯添加到PAO的浓度仅为10体积%，因为超过此，混合物的粘度已被测量为在室温条件下增加超过10%。在这种情况下，发动机在冷启动时的泵送和液压粘性损失也会增加相同的幅度[35]，使其在用作发动机润滑剂时不太理想。使用上述测得的流变性能，表3总结了测试润滑剂的粘度指数（VI）值和使用等式（1）计算的估计粘度-压力系数a（一）. 结果表明，润滑油共混物的VI值增加表2在摩擦试验前，使用AFM（扫描面积为20 lm × 20 lm）测量滑动销和耐磨盘的表面粗糙度参数。表面粗糙度参数滑销耐磨盘平均粗糙度，Ra0.0871l m 0.0896l m均方根（RMS）粗糙度，Rq0.117l m 0.1147l m平均最大轮廓高度，Rz0.2990l m 0.3068l m图三.在不同温度下测量PAO和TMP三油酸酯的密度和运动粘度。与纯PAO相比，直至5体积%的添加的TMP三油酸酯。然而，随着TMP三油酸酯浓度的进一步增加，可见VI降低。较高的VI值意味着润滑剂在较高的操作温度下预期粘度变化较小。在这种情况下，这表明TMP三油酸酯在添加至高达5体积%浓度时确实具有改善PAO的VI的能力（超过两倍）。因此，可以假定这种润滑剂共混物能够在宽范围的操作润滑剂温度下更好地保持其承载能力，从而潜在地延迟边界摩擦的开始。这种积极的趋势预示着应用，如发动机缸内润滑系统，其中所施加的正常负载，滑动速度和操作温度在操作期间显著变化。应注意，Zulkifli等人也类似地观察到，当添加TMP酯基流体时，润滑剂基础油的VI增加。[28].另一方面，使用粘压系数a在极高压力（GPa范围内）下，特别是在弹性流体动力润滑状态下，量化润滑剂粘度的变化[36]。图5进一步绘制了与不同浓度的TMP三油酸酯共混的PAO的粘度-压力系数α随动态粘度a的计算趋势随着动态粘度的变化而线性变化，动态粘度又随着温度的升高而降低（见图2）。第3和第4段）。LaFountain等人类似地报告了这种趋势以及测量值的范围（对于纯PAO）[36]. 对Chiew Tin Lee，Mei Bao Lee，Siti Hartini Hamdan etal.工程科学与技术，国际期刊35（2022）1010685见图4。在不同温度下测量与不同体积百分比的TMP三油酸酯共混的PAO的密度和运动粘度。表3测试润滑剂的粘度指数（VI）和粘压系数（a）。粘度指数粘压系数润滑剂类型(VI)[-]@25 °C（a）[GPa-1]Pao12516.56PAO + 2.5体积% TMP三油酸酯16615.75PAO + 5体积% TMP三油酸酯25513.02PAO + 10体积% TMP三油酸酯24712.67TMP三油酸酯19417.04此外，还表明当TMP三油酸酯加入到PAO中达到10体积%时，粘压系数降低%.假设润滑剂粘度和接触条件（例如，施加的法向载荷、滑动速度）保持恒定，则优选较高的粘度-压力系数值，因为预期这将促进较厚的润滑剂膜形成[26]，特别是在弹性流体动力润滑状态下。因此，具有降低的粘度-压力系数的添加有TMP三油酸酯的PAO的混合物预期形成较不稠的聚合物图五.在25 °C和100 °C之间的温度下，与不同体积百分比的TMP三油酸酯共混的PAO的粘度-压力系数随动态粘度的变化。Chiew Tin Lee，Mei Bao Lee，Siti Hartini Hamdan etal.工程科学与技术，国际期刊35（2022）1010686a-针a-磁盘膜，与纯PAO相比，这可能是摩擦学上不期望的与上述参数类似的流变性能主要被润滑剂工业确定为商用发动机润滑剂的性能基准。然而，在润滑剂选择中仅依赖这些特征通常是不够的。因此，本研究进一步进行了摩擦测量，在不同的滑动操作条件下使用摩擦计图6（a）首先示出了估计的最小润滑剂膜厚度，其使用等式（1）计算。（2），对于纯PAO和纯TMP三油酸酯。通过对测试的摩擦学配置进行比较，发现用纯TMP三油酸酯润滑的接触件的估计最小膜厚度与用纯PAO润滑的接触件相比相对较厚 除了具有稍大的粘度-压力系数（参见表3）之外，这种特性还可以归因于纯TMP三油酸酯比纯PAO明显更粘稠的事实（参见图1B）。3）。因此，这导致更大的承载能力。另一方面，图6（b）示出了纯PAO和纯TMP三油酸酯在不同的施加法向载荷和滑动速度下的测量摩擦系数（CoF）值。可以观察到，当相对于滑动速度（V）和施加的法向载荷（W）的比率作图时，两种测试的润滑剂都表现出Stribeck样趋势。高于0： 008V=W 0： 04（基于测量的CoF假设为混合润滑状态），即使具有较大的估计膜厚度，测量的纯TMP三油酸酯的CoF也较大，这表明摩擦改进剂<<效果，与纯PAO相比这种违反直觉的趋势可以归因于在混合润滑状态下由更粘稠的TMP三油酸酯产生的更大的粘性摩擦分量。相反，在V=W0： 008（基于测量的CoF被认为是边界润滑状态）下，用纯TMP三油酸酯润滑的接触反而显示出产生比纯PAO低高达11.94%的CoF值<这种趋势可以解释为归因于TMP三油酸酯分子的极性，与纯PAO相比，形成更有效的边界膜，以进一步将相对表面分开，从而减少沿表面粗糙的边界相互作用。另一方面，这种趋势也可能与沿着测量的Stribeck曲线的改善的极压效应相关，也反映了TMP三油酸酯从混合润滑到结合润滑的不太剧烈的转变该假设不是考虑图1所示的增强抗磨效果（通常涉及高负荷和高剪切条件下分子的化学吸附），而是基于以下事实：脂肪酸分子因其形成厚边界润滑膜的极性而更好地了解其物理吸附能力[2]。在这一点上，单独地，所测量的流变学和摩擦学-纯TMP三油酸酯和纯PAO的摩擦学性能已经证明具有它们自己的摩擦学优点和缺点。在本研究中，为了进一步研究两种流体共混的效果，确定了在不同浓度下添加TMP三油酸酯的PAO的估计最小膜厚度。采用Stribeck分离参数k（1/4hmin=r）来区分摩擦特性和在不同的润滑操作制度的关系r这个词是指复合材料表面粗糙度，使用以下公式计算：rqR2R2ð3Þ见图6。用PAO和TMP三油酸酯润滑的销-盘接触连接的摩擦学性能。通常，用于分离的表面粗糙度值参数是基于对未测试样品测量的参数。然而，当发生滑动时，相对表面处的尖锐峰将变平，导致滑动过程期间受限接触所经历的不同表面粗糙度。因此，作为第一近似，本研究使用完成实验程序后测量的表面粗糙度参数。测量的粗糙度特性将在本节稍后讨论。图7（a）显示了测试的PAO混合物的分离因子k作为滑动速度和施加的法向载荷（V/W）之间的比率的函数。对于10体积%添加的TMP三油酸酯，当与纯PAO相比时，在分离因子方面没有观察到差异。然而，与2.5-体积%和5-体积% TMP三油酸酯共混的两种PAO混合物的分离因子被示出为大于来自纯PAO的分离因子，因为V/ W的比率增加。观察到的较大分离因子表明发生流体膜润滑的可能性增加，这可能会产生较低的摩擦力。例如，可以看到与2.5体积%和5体积% TMP三油酸酯共混的PAO混合 物在 0.15和0.16 m/N.s 之间 的V/W 下转 变为 流体 膜润 滑（k>3），而纯PAO在0.2m/N. s的更大比率下转变。与不同浓度的TMP三油酸酯共混的PAO的CoF值示于图2中。 7（b）. 在V/W比大于0.2 m/N.s（在流体膜润滑状态下，其中k>3），发现在所有TMP三油酸酯浓度下PAO混合物的CoF值低于纯PAO的CoF对于具有2.5体积%和5体积%TMP三油酸酯浓度的PAO混合物，与纯PAO相比，CoF考虑到相当相似的粘度值，与纯PAO相比，这种改进可能与更实质性的分离因子k有关，这可能导致Chiew Tin Lee，Mei Bao Lee，Siti Hartini Hamdan etal.工程科学与技术，国际期刊35（2022）1010687见图7。 用与不同体积百分比的TMP三油酸酯共混的PAO润滑的销-盘接触连接的摩擦学性能。这基本上增加了接触经历流体膜润滑的可能性。然而，对于具有10体积%添加的TMP三油酸酯的混合物，即使分离因子类似于纯PAO，仍测量到较低的CoF值（减少多达4.02%）。这可能是由于这种粘性更大的混合物产生的更大的承载能力，这主要影响流体膜润滑状态下的剪切性能。在0.008 m/N.s和0.04 m/N.s之间的V/W下，对于2.5体积% TMP三油酸酯浓度，观察到一组稍小的CoF值，表明摩擦改性剂效果的边际改善。然而，与纯PAO相比，观察到边界润滑的开始没有明显的变化。具有讽刺意味的是，在TMP三油酸酯的浓度高达10体积%的情况下，发现与纯PAO相比，从混合润滑状态直到边界润滑状态开始（1k 3和0：008V=W 0： 04）的CoF值是不太理想的，揭示了大大降低的摩擦改性剂效果。<<<<矛盾的是，这些混合物在边界润滑状态下的CoF值与纯PAO相比变化不大，没有显示出摩擦磨损的迹象自然还原对于TMP三油酸酯浓度为5体积%的PAO混合物，在混合润滑条件下（1k 3和0： 008V=W 0： 04），测得一组较低的CoF值（降低5.97%），表明摩擦改进剂效果得到改善。<<<<更重要的是，还观察到这种增强的效果对于该润滑剂共混物的极压效果是协同的，导致在边界润滑状态下的较低CoF值（k1和V=W0： 008）。<<与纯PAO相比，该PAO混合物表现出的CoF趋势显示出低多达4.43%。在这个政权，机制的基础上边界摩擦不再占主导地位的散装润滑剂的性能。相反，它是由边界吸附膜形成的有效性的影响因此，减少的CoF测量可以归因于添加的5体积%TMP三油酸酯分子的极性，导致在摩擦表面形成足够厚的边界膜因此，这有助于在润滑的该操作状态下假定的改进的极压效应见表5。在发动机操作下，特别是在活塞环-衬套结合部内，已知接触部在宽的预定范围内操作。Chiew Tin Lee，Mei Bao Lee，Siti Hartini Hamdan etal.工程科学与技术，国际期刊35（2022）1010688表5在测量的摩擦力上，与纯PAO相比，与各种体积百分比的TMP三油酸酯共混的PAO的摩擦功率变化润滑剂类型总摩擦功率变化PAOPAO + 2.5体积%TMP三油酸酯#1.08%PAO + 5体积%TMP三油酸酯#6.09%PAO + 10体积%TMP三油酸酯“1.75%TMP三油酸酯#0.46%润滑状态谱[37]。因此，摩擦功率评估将有利于更好地评估测试润滑剂作为潜在发动机润滑剂的摩擦性能。表4示出了相对于纯PAO，在测量的摩擦力的各个区域处，与不同浓度的TMP三油酸酯共混的通过确定CoF下的面积与图1中测量的V/W曲线，计算表列摩擦功率。6和图7 通过这些信息，例如，如果需要最低的摩擦力，那么纯TMP三油酸酯将是理想的选择（降低的摩擦力为6.34%）。然而，对于在0： 008V=W 0： 04的范围内操作的接触，添加有2.5体积%的TMP三油酸酯的PAO将是期望的（对于该区域，最大的摩擦功率降低为2.35%<<总的来说，对于优化的摩擦功率，具有5体积%的PAO混合物将是优选的选择，其在测量的滑动速度和负载条件下产生6.09%的总摩擦功率降低（如表4所示）。除了摩擦性能外，滑块上的磨痕直径图中还给出了测试润滑剂润滑时的密封销。 8（a）. 在完成所有试验配置（改变施加的法向载荷和滑动速度）后测量磨痕直径可以观察到，添加有5体积% TMP三油酸酯的PAO混合物的滑销磨痕直径最小，当与纯PAO测量的滑销磨痕直径相比这一趋势与图1中添加5体积% TMP三油酸酯的PAO所观察到的更好的边界摩擦性能（增强的极压效应）密切相关。 7与纯PAO相比。相反，进一步将TMP三油酸酯添加到PAO中，高达10体积%，导致不利的摩擦学影响，其中测量到测得的增加的磨痕直径也与在用该PAO共混物润滑的接触的混合润滑状态下测得的不太理想的摩擦力特性一致这些发现表明，添加剂的最佳浓度（即，TMP三油酸酯），其中产生更期望的摩擦学性能。这种趋势是边界吸附分子之间在形成连贯边界膜时的协同竞争相互作用的结果[38，39]。图8（b）和图8（c）分别示出了当由测试的PAO共混物润滑时，滑动销（沿着磨痕）以及磨损盘（沿着磨损轨迹）的测量的粗糙度参数Ra、Rq和Rz值得注意的是，这些测量表4与纯PAO相比，在测量的摩擦力的不同区域处，与各种体积百分比的TMP三油酸酯共混的PAO的摩擦功率变化。见图8。当用与不同体积百分比的TMP三油酸酯共混的PAO润滑时，测量滑动销和耐磨盘的磨损性能。销盘结合的Ra值用于确定分离因子k，如图10所示。7.第一次会议。从该图中，可以观察到由所有测试的润滑剂润滑的表面的粗糙度参数比摩擦测试之前测量的值（在表2中给出）平滑得多。更光滑的表面TMP三油酸酯润滑的接触表面粗糙度特性V/W V/W润滑剂类型60.008 0.008 V/W 0.04P 0.04<

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