【正文】 式中： L—與試樣 100℃ 時運動粘度相同，粘度指數(shù)為 0 的石油產(chǎn)品在 40℃ 時的運動粘度， mm2/s。按 18 GB/T265測定試樣在 40℃ 和 100℃ 時的運動粘度，然后按公式計算該試樣的粘度指數(shù)。毛細(xì)管示意圖如圖 3。因此，對粘度的報告必須指明測定時的溫度。粘度指數(shù)高，表示油品的粘度隨 溫度變化較小。 τt ……………………………………… …………( 1) 17 式中： c—粘度計常數(shù)， mm2/s2 τt—試樣的平均流動時間， s。然后，取不少于三次的流動時間所得的算術(shù)平均值，作為試樣的平均流動時間。 用秒表記錄下來的流動時間，應(yīng)重復(fù)測定四次，其中各次流動時間與其算術(shù)平均值的差數(shù)應(yīng)符合如下要求：在溫度 10015℃ 測定粘度時，這個差數(shù)不應(yīng)超過算術(shù)平均值的 177。此時觀察試樣在管身中的流動情況，液面正好到標(biāo) 線 a 時，開動秒表；液面正好流到標(biāo)線 b 時，停止秒表。℃ 。將恒溫浴調(diào)整到規(guī)定的溫度，把裝好試樣的粘度計浸在恒溫浴內(nèi)，經(jīng)恒溫如表 1 規(guī)定的時間。分析條件為氮氣作載氣，載氣壓力 ，氫氣 16 壓力 ，氣化溫度 280℃ ，檢測器溫度 280℃ ，柱溫采取程序升溫（起始溫度 85℃ ，停留 3min，然后以 30℃ /min 的速度升至 250℃ ，停留 2min，再以 30℃ /min的速度升至 280℃ ，停留 5min）。 圖 2. 產(chǎn)物提純裝置圖 產(chǎn)品分析 氣相色譜分析 采用 GC7890Ⅱ 氣相色譜儀對產(chǎn)物進行定量分析。 圖 1. 酯化反應(yīng)裝置圖 15 產(chǎn)物提純：隨后將鋼罐打開，拿出轉(zhuǎn)子，將剩余物質(zhì)倒入離心試管中在離心機中進行離心，除去殘留的催化劑，剩余產(chǎn)物倒入裝有溫度計和冷凝管的圓底燒瓶中，加入少量沸石，使用加熱套進行加熱， 待將未反應(yīng)的碳酸二甲酯和反應(yīng)生成的甲醇完全冷凝出來后，圓底燒瓶中剩余物質(zhì)即為產(chǎn)物。 合成反應(yīng)與產(chǎn)物提純 合成反應(yīng)：常壓下，向鋼罐中加入轉(zhuǎn)子和一定摩爾比的碳酸二甲酯﹑正十二醇﹑催化劑，擰緊鋼罐，將其放在在油浴中恒溫加熱攪拌一定時間后，冷卻至室溫。本實驗采用的方法為等體積浸漬法：負(fù)載量為 5mmol/g(即每克活性炭上負(fù)載 )，焙燒溫度為 550℃ ，焙燒時間 3h。設(shè)置溫度 550℃ ，時間為 5h。于室 14 溫下靜置 12h。搖勻后倒入試劑瓶中備用。使用分析天平稱取 ，加入少量乙醇溶液，于溫水中攪拌溶解。干燥后即可使用。 12 實驗原料與試劑 表 2. 實驗試劑 試劑名稱 生產(chǎn)商 碳酸二甲酯（分析純） 遼河油田大力集團公司 正十二醇（分析純） 上海試劑公司 三氧化二鐵 /粘土催化劑 自制 氫氧化鈉 /活性炭催化劑 自制 HPWA/活性炭催化劑 自制 實驗儀器 表 3. 實驗儀器 儀器名稱 生產(chǎn)商 HWS1恒溫油浴 大連智能儀器儀表有限公司 型號 81磁力攪拌器 深圳市沙頭角國華儀器廠 GC7890Ⅱ 氣象色譜儀 遼寧石油化工大學(xué) DSL007石油產(chǎn)品運動粘度測定儀 大連世隆電子設(shè)備有限公司 分析天平 AUY220 SHIADZU 電熱鼓風(fēng)干燥箱 大連第四儀表廠 臺式離心機 湖南儀器儀表總廠離心機廠 13 KDM型調(diào)溫電熱套 山東省永興儀器廠 馬弗爐 沈陽市電爐廠 鐵架臺 沈陽儀器廠 坩堝 沈陽儀器廠 燒杯 沈陽儀器廠 鋼罐 沈陽儀器廠 轉(zhuǎn)子 沈陽儀器廠 冷凝管 沈陽儀器廠 圓底燒瓶 沈陽儀器廠 實驗步驟 催化劑制備 活性炭：取一定量活性炭固體于研缽中破碎，使用 40網(wǎng)目的篩過篩。 11 O＝ O＝ O＝ O＝ O＝ O＝ O＝ 實驗原理 DMC 與月桂醇酯交換合成碳酸月桂酯，在催化劑作用下進行兩步反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下： CH3OCOCH3＋ C12H25OH C12H25OCOCH3＋ CH3OH C12H25OCOCH3＋ C12H25OH C12H25OCOC12H25＋ CH3OH 2 C12H25OCOCH3 C12H25OCOC12H25＋ CH3OCOCH3 此反應(yīng)具有較高的選擇性和可逆性，催化劑的特性對反應(yīng)條件的影響很重要。 10 (2)經(jīng)濟效益：長鏈（ C12C16）烷基碳酸酯由碳酸二甲酯與高碳醇合成，其屬于高附加酯化學(xué)品，所以有較好的經(jīng)濟效益。 本課題研究的目的與 意義 (1)以高碳醇（ C12C15）和 DMC 為原料，可以獲得分子骨架中帶羰基的長鏈烷基碳酸酯，作為合成潤滑油的基本原料，它具備良好的潤滑性、耐磨性、自清潔性、耐腐蝕性等，且在寬廣的范圍內(nèi)具有與其它基體材料的相溶性以及與密封材料的適應(yīng)性。該工藝路線文獻報道很少 ， 國內(nèi)僅歐陽秋對一種高碳醇進行了研究 ,發(fā)現(xiàn)異十三醇碳酸酯是一種具有開發(fā)潛力的潤滑油基礎(chǔ)油 [27]。酯交換法用 于以碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯為原料 ， 與甲醇酯交換合成碳酸二甲酯時 ,收率較高 ， 但合成長碳鏈碳酸酯的收率很低。氧化羰化法 [24,25]用于合成碳酸二甲酯、碳酸二乙酯時 ， 收率較高 ,但合成長碳鏈碳酸酯的收率非常低。非光氣法合成碳酸酯的清潔生產(chǎn)工藝 ， 成為國內(nèi)外研究開發(fā)的熱點。目前對碳酸二月桂酯的研究相對較少。 碳酸二月桂酯 ( didodecyl carbonate,簡稱 DDC)是一種透明的液體或油狀物 ,廣泛應(yīng)用于潤滑油基礎(chǔ)油、紡織、聚合物等行業(yè) [22] 。用脂肪族醇與 DMC酯交換合成長鏈烷基碳酸酯所用催化劑總結(jié)起來可分為兩大類：路易斯酸和強堿。 長鏈烷基碳酸酯是一種透明的液體或油狀物， 具有較低的傾點、潤滑性、耐磨性、自清潔性、耐腐蝕 性與烴類油具有很好的可溶 性，較高的熱氧化穩(wěn)定性，可生物降解，具有特殊的用途，是一種很好的潤滑油基材。因為在反應(yīng)中交換的不是酯基，而是?；?。酯交換反應(yīng)是醇解反應(yīng)的一種類型。這是一個可逆的反應(yīng)，通常采用將生成物從反應(yīng)體系中取走的方法使反應(yīng)向需要的方向進行。 8 碳酸二甲酯酯交換反應(yīng) 碳酸二甲酯 與脂肪族醇酯交換合成長鏈烷基碳酸酯 ， 酯與醇作用生成一個新的酯和一個新的醇的反應(yīng)。 長鏈烷基碳酸酯 主要用于合成潤滑油的基體材料，具有良好的潤滑性、耐磨性、自清潔性、耐腐蝕性等。 聚碳酸酯二元醇 生產(chǎn)聚氨酯 (PU)的工業(yè)原料。 異氰酸酯系列 生產(chǎn)聚氨酯、農(nóng) 藥、醫(yī)藥、粘合劑、涂料、保溫材料等。 部分 DMC下游產(chǎn)品及其用途見表 1如下： 表 1 DMC下游產(chǎn)品及其用途 DMC衍生物 用途 聚碳酸酯 用于光盤等電子信息材料﹑汽車材料﹑建材﹑包裝﹑航空等。 DMC本身無毒、無色透明、不溶于水，物理性質(zhì) 與水接近，是一種優(yōu)良的溶劑，可以替代苯類溶劑和醋酸酯溶劑等用于涂料、油漆、黏 合劑等行業(yè) [20]。 DMC與 硫酸二甲酯、光氣、一氯甲烷相比毒性很低，反應(yīng)副產(chǎn)物是可循環(huán)利用的甲醇或 CO2 ，幾乎無污染。 碳酸二甲酯 碳酸二甲酯及其下游產(chǎn)品 碳酸二甲酯 (Dimethyl Carbonate縮寫 DMC)是一種重要的化工中間體和溶劑，其分子結(jié)構(gòu)中含甲基、甲氧基、羰基等反應(yīng)基團，具有 多種反應(yīng)性能。此外酯類的高溶解性能使其具有優(yōu)良的浮游性，但對各種橡膠墊料﹑ 塑料和油漆涂層也產(chǎn)生膨化作用。 酯類潤滑油的特點是凝固點低﹑粘溫性好﹑粘度指數(shù)高﹑揮發(fā)性小﹑抗氧性好以及對添加劑的感受性強。在目前可考慮走半合成 油 的生產(chǎn)路線。至于酯類油的生產(chǎn)工藝，相對而言比較 簡單，與增塑劑的生產(chǎn)工藝基本類似，因此，市場需求量及價格高低是生產(chǎn)廠家決定是否生產(chǎn) 酯 類油的主要因素。不同牌號的 酯 類油間 的價格相差懸殊。據(jù)調(diào)查，在我國生產(chǎn) 酯 類油的只有重慶一坪化工廠和北京石油科學(xué)研究院 兩 家，而且產(chǎn)量都很小，但牌號達(dá) 20余種，其絕大部分都 用于航空領(lǐng)域，少量的用于壓縮機油、齒輪油等。 酯類合成潤滑油 酯類合成潤滑油發(fā)展現(xiàn)況 到目前為止，酯類油的絕大部分用于航空發(fā) 動機油、航空液壓油等航空領(lǐng)域。 天然潤滑油目前雖然尚能滿足很多潤滑上的需要，但畢竟受到苛刻的使用條件所限制；合成潤滑油之所以能廣泛應(yīng)用于特種需要上，主要是由于它具有獨特的物理性能，如低凝固點﹑低揮發(fā)性﹑良好的粘溫性等等。 ：隨著原子能和核子能的應(yīng)用，要求潤滑劑具有較好的抗輻射性，以致它在中子和丙種射線 的作用下不發(fā)生射解現(xiàn)象，保證摩擦部件的正常潤滑條件。 ：機械工業(yè)發(fā)展的趨勢之一是不斷提高其功率 /重量比，二是有時還應(yīng)用高負(fù)荷的齒輪傳動，因此要求潤滑劑具有高度的負(fù)荷承受