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第 11 期 张冠军，等: 硫氮型苯硼酸酯的制备及摩擦学性能 ·1959·

2.2 SNBA 的水解稳定性
实验测得，硼酸三丁酯的水解时间是 10 h，
SNBA 的水解时间超过了 180 h，SNBA 的水解稳定
性远优于市售的硼酸三丁酯。主要是因为 SNBA 中
引入了氮元素，缺电子的硼原子会和氮原子之间形
成配位键，可以阻碍水分子中的单电子占据硼原子
中的空轨道，从而避免水解。另外，苯硼酸中的苯
环易与硼原子中的空 p 轨道形成 p-π 共轭，增加
SNBA 分子的稳定性。

2.3 SNBA 的油溶性分析 图 4 P B 随 SNBA 添加量的变化
观察 30 d，SNBA 加入量为 2.5%及以下的所有 Fig. 4 Change of P B value with the addition of SNBA
油样均澄清透明，没有沉淀。加入量为 3.0%的油样
透明，但 5 d 后底部有少量沉淀出现。说明 SNBA 2.4.2 抗磨性能
在 PAO 中加入量控制在不超过 2.5%时具有良好的 磨斑直径（WSD）随着 SNBA 添加量的变化见
图 5。可以得出，当 SNBA 添加量 0.5%时，磨斑直
油溶性。
基础油 PAO 和加入 2.5% SNBA 的样品外观见 径由 0.69 mm 快速下降到 0.51 mm；继续增加 SNBA
添加量，当添加量在 2.0%以下时，磨斑直径维持在
图 3。可以看出，SNBA 在 PAO 中有较好的油溶
0.51 mm 左右，没有明显变化；当添加量达到 2.5%
性。这是因为合成的添加剂中加入了长碳链，而
时，磨斑直径达到最小值（0.48 mm）；继续增加到
PAO 由烯烃加氢聚合而成，这两者的极性均比较
3.0%时，磨斑直径又增大到 0.55 mm。这是由于，
小，根据相似相容原理，说明添加剂具有较好的
当 SNBA 添加量为 3.0%时会有少量的不溶，虽然可
油溶性。
以提高承载能力，但未溶解的添加剂易在摩擦表面

聚集，加剧摩擦面的磨损，导致磨斑直径加大。

a—PAO 基础油；b—PAO 基础油+2.5% SNBA
图 3 油样状态对比
Fig. 3 Comparison of oil samples

2.4 SNBA 的摩擦学性能测试
2.4.1 极压性能 图 5 WSD 随 SNBA 添加量的变化
Fig. 5 Change of WSD with the addition of SNBA
在基础油 PAO 中加入不同量的 SNBA，测定加

入后的最大无卡咬负荷值（P B ）的变化，结果见图
2.4.3 减摩性能
4。随着基础油中 SNBA 添加量的增加，P B 增大且 依据四球测试记录，基础油 PAO 及添加 SNBA
稳定增长。当 SNBA 加入量达到 2.5%时，P B 达到 后基础油的平均摩擦系数见图 6。可以看出，基础
1100 N，比纯 PAO 提高 181%。继续增加添加剂量 油平均摩擦系数是 0.111，加入 2.5% SNBA 的平均
到 3.0%，P B 仍有一定程度增加。结果表明，SNBA 摩擦系数是 0.087，下降了 21.6%。PAO 中加入 SNBA
添加到 PAO 中可以快速提高油品的承载能力。说明 可降低摩擦系数，并且摩擦系数的波动更小、更加
SNBA 在钢球的接触表面形成的边界润滑膜的强度 稳定，说明在长时间摩擦下，添加剂 SNBA 具有良
比基础油大，并且具有更好的极压性能。原因主要 好的减摩性能。这是由于 SNBA 分子中的硼、硫、
是，SNBA 中的硫元素与硼元素产生了协同作用， 氮等活性元素可以和磨损表面形成一层紧密的吸附
二者都有较高的极压性能，可显著提高润滑油的承 膜，使金属摩擦表面的粗糙度降低，从而降低摩擦
载能力。 系数。