油酸酰胺聚氧乙烯醚（7）硼酸酯的合成及性能研究文献综述

文献综述

1.1硼酸酯类表面活性剂的发展状况

近年来有机硼化物的研究和应用发展迅速。如有机硼高分子可用作耐高温、防中子和高机械强度的合成材料;硼烷及其烃基衍生物可用于火箭推进剂高能燃料等。硼酸酯作为特种表面活性剂,其研究和应用虽仅有30多年的历史 ,但目前已成为表面活性剂研究的热点之一。如在材料研究领域,新型结构和功能的工业炸药研究和应用十分活跃,但在合成、贮存、运输和应用方面存在许多问题(如抗静电）^[1]，硼酸酯表面活性剂也可用于改善切削液的润滑、防锈性能。人们发现硫、磷、氯化合物一直是切削液中使用的极压润滑添加剂，但硫化物易腐蚀有色属，磷化物、氯化物对环境产生污染而被限制使用。防锈剂主要有亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐等，这些大多具有较大的毒性，且防锈性能不理想。最近开发的防锈添加剂钼酸盐虽低毒无公害，但价格昂贵，很难推广。另外，传统的防锈、润滑添加剂功能单一。为了使切削液具有优良的综合性能，研究开发一种既具有防锈性，又具有润滑性，同时无毒(或低毒)、无公害的新型添加剂十分必要。硼酸酯作为一种新型多功能润滑添加剂，具有优良的减摩抗磨性能，且不含硫、磷、氯和金属元素，对摩擦副材料不具有腐蚀性和选择性，是近年来研究得较多的新型润滑油脂添加剂，该类添加剂是一种环境友好型润滑油脂添加剂。^[2]不对生态环境造成负面影响(不含或含有较少量的S、P和Cl元素),同时也要满足可生物降解的要求。^[3]

硼酸酯的使用范畴主要为工业洗涤剂、抗静电剂和合成树脂、塑料的添加剂等等，在色谱方面的应用很少，用它作气相色谱固定液来分离混和物的应用实例有一些。酰胺与硼酸的反应为酯化脱水反应，为使反应进行完全，采用与水形成共沸物的溶剂除去反应生成的水。^[4]

含氮硼酸酯分子中含有电负性大、原子半径小的氮、氧原子，使得被吸附分子间产生氢键，缩小了分子间距、增加了单位面积上吸附的分子数，从而提高油膜强度、改善了减摩抗磨性能。含氮硼酸酯的作用机理归结于以下两个方面：（1）硼酸酯在摩擦表面形成强吸附作用（有硼酸酯铁的形成）（2）在摩擦表面生成具有层状结构的氮硼化合物，润滑油在摩擦表面的结合更紧密，油膜强度更大，更有利于保护摩擦表面。^[5]

传统的矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能差，且对环境有影响 而传统的乳化液和水基切削液的冷却、清洗性能优良，且对环境影响小，但润滑、防锈性能较差。

硼酸酯因具有减摩抗磨性能和环保性而被广泛应用于极压性切削液中。在长链脂肪酸分子中引入硼、氮元素，长链脂肪酸分子可看作是一个载体，B、N 元素被吸附于摩擦表面，发生化学反应从而生成高强度的反应膜，可起到减小摩擦磨损的作用^[6] 。

硼酸酯中硼原子具有空的sp2杂化轨道，易被含有未共用电子对的亲核试剂进攻，而氮原子上的孤对电子可与硼原子空轨道配位形成配位键，形成五元环、六元环的结构，从而提高硼酸酯的水解稳定性。目前研究结果表明：普通硼酸酯非常容易水解，造成添加剂中硼有效成分丢失，从而使润滑油的减摩、抗磨性能下降，在实际应用中受到限制。本实验通过对分子结构合理设计，研制出一种具有极安定、水解稳定性好的含氮硼酸酯，水解稳定性能测定结果表明：此含氮硼酸酯的水解稳定性能维持12个月以上。^[5]

1.2 硼酸酯的研究现状

硼酸酯表面活性剂研究