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基于天然低共熔溶剂的绿色润滑剂设计及摩擦学性能研究

绿色润滑剂；疏水低共熔溶剂；超低粘度；抗磨机制；第一性原理计算

为了提高燃油效率，提高机器可靠性，减少废气排放，开发符合低粘度和高效抗磨性能的绿色润滑油是一项迫切的追求。将环保经济的DL-薄荷醇与不同烷基链长的脂肪酸相结合，成功合成了一系列超低粘度疏水低共熔溶剂。利用量子化学方法，计算了DL与脂肪酸之间的氢键相互作用。制备的疏水低共熔溶剂具有优异的理化性能和润滑功能。其中薄荷醇/十二烷酸疏水低共熔溶剂在40 °C下拥有较低的粘度为8.73 mm²/s，但是在491 N的PEG 200基础油相比，摩擦和磨损分别降低了23.05%和44.22%。通过实验表征和第一性原理计算揭示了其抗磨机理，疏水低共熔溶剂流体具有良好的润湿性和超低粘度，有利于快速的物理吸附和化学吸附。同时，吸收膜有助于形成长烷基链流动层和由碳氢化合物、含氧碳氢化合物碎片和富铁氧化物/氢氧化物组成的摩擦化学膜，使疏水低共熔溶剂具有良好的润滑性能。这一发现为可持续润滑应用中设计绿色低粘度、高性能抗磨hess润滑油提供了新策略。