книги / Присадки к смазочным маслам (вопросы синтеза, исследования и применения присадок к маслам, топливам и полимерным материалам)
..pdfантиизносные и антикоррозийные свойства масел АК-15 и МК-22 и на антикоррозионные свойства дизельного масла Д-11. Результаты этих испытаний приведены в табл. 2, 3,4.
Т а б л и ц а 3
Результаты испытаний антиизносных и антикоррозийных свойств масла МК-22 с я-(«-алкилфенилмеркапто-) fa fa +трихлорэтиловым и эфирами фосфористой кислоты
|
|
|
Количество |
|
Коррозия, |
|
Наименование |
соединения |
добавляемо |
о п и |
|||
го продукта, |
г/*2 |
|
||||
|
|
|
96 |
|
|
|
Масло |
|
|
_ |
28,6 |
17 |
|
я-(л-нзопропилфенилмеркапто-) fafaр- |
2 |
103.2 |
+3.8 |
|
||
трихлорэтиловын эфир фосфористой |
110.5 |
-г 12,3 |
|
|||
кислоты |
|
|
3 |
120.1 |
+ 17,5 |
|
|
|
|
5 |
121.6 |
+18.3 |
|
а-(/1-третамилфеинлмеркапто-) fa fa р- |
3 |
121.6 |
-f 16,2 |
|
||
трихлорэтиловый эфир |
фосфорис |
|
|
|
|
|
той кислоты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4 |
|
Результаты испытаний антикоррозийных свойств масла Д-11 |
|
|||||
с а-(я-алкнлфенилмеркапто-) fa fa Р-трихлорэтиловыми эфирами |
|
|||||
|
фосфористой кислоты |
|
|
|
||
Наименование соединения |
Количество добав |
Коррозия, |
% |
|||
ляемого продукта, |
||||||
|
|
|
% |
|
|
|
Масло |
|
|
|
|
360 |
|
а-(л-изопропилфенилмеркапто-) fa р, fa |
1 |
|
-1-6.1 |
|
||
трихлорэтиловын |
эфир |
фосфори |
2 |
|
+ 16.8 |
|
стой кислоты |
|
|
3 |
|
+22,1 |
|
в-(л-третамилфенилмеркапто-) fa fa fa |
3 |
|
-f 14,6 |
|
||
трихлорэтиловын |
эфир |
фосфори |
|
|
|
|
стой кислоты |
|
|
|
|
|
|
Антиизносные свойства определяли на четырехшарпко,- вом аппарате, антикоррозийные свойства полученных сое динений в смеси с маслами АК-15 и МК-22—по обычному методу НАМИ, а в смеси с дизельным* маслом Д-11—по ужесточенному методу НАМИ в присутствии 0,02% нафтената меди в течение 25 ч при температуре 140°С.
Результаты испытаний показывают, что а-(/г-алкилфеннл- меркапто-) р,р,р-трихлорэтиловые эфиры фосфористой кис лоты обладают высокими антиизносными и антикоррозий ными свойствами. Так, при добавлении этих соединений в
91
количестве |
1—3% |
к маслам АК-15 и МК-22, |
обобщенный |
||||
показатель |
износа (ОПИ) масел увеличивается в 4—5 раз. |
||||||
При добавлении указанных эфиров фосфористой |
кисло |
||||||
ты к маслу АК-15 и МК-22 |
коррозийность в среднем сни |
||||||
жается от 106 и 17 г/м2 до |
+10—15 г/м2. |
|
|
|
|||
Из данных табл. 4 следует, что испытанные соединения |
|||||||
весьма |
эффективно |
улучшают антикоррозийные |
свойства |
||||
дизельного масла Д-11. Так, при добавлении |
их |
к |
дизель |
||||
ному |
маслу в количестве |
1—3% коррозия |
снижается от |
||||
360 до |
+ 1 0 -1 5 г/м2. |
|
|
|
|
Выводы
1.Реакцией взаимодействия /г-алкилфенил-(а-окси-р, р, Р- трихлорэтил)-сульфидов с треххлористым фосфором полу чено 6 не описанных в литературе а-(/г-алкилфенилмеркап- то-)Р, Р, p-трихлорэтиловых эфиров фосфористой кислоты.
2.Установлено, что а-(/г-алкилфенилмеркапто-)р, р, Р-три- хлорэтиловые эфиры фосфористой кислоты являются эф
фективными антиизносными и антикоррозийными присадками
кмаслам АК-15 и МК-22.
3.а-(я-алкилфенилмеркапто-)р, р, p-трихлорэтиловые эфи ры фосфористой кислоты резко увеличивают также анти коррозийные свойства дизельного масла Д-11.
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
1. |
И. П. С а н и н , |
Е. С. Ш е п е л о в а , |
В. Д. |
Ше р . „Нефтехимия-,. |
1963, 3, № 5, 781. |
|
П. И. С ан п н. „Нефтехимия% |
||
2. |
А. О. М е н и и к, Е. С. Ш е п е л о в а, |
|||
1964, 4, № 6, 899. |
А. Б. К у л и е в . „Азерб. хим. ж.*, 1965, 1, 28. |
|||
3. |
А. М. К у л и е в , |
|||
4. |
А р б у з о в А. Е. Избранные труды. Изд. |
АН СССР, М., 1952. |
А. М. КУЛИЕВ, Г. А. ЗЕЙНАЛОВА, М. А. РАСУЛОВА
СИНТЕЗ АЗОТ-, ФОСФОР- И СЕРАСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ВЛИЯНИЯ
НА СВОЙСТВА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ
Одна из групп многофункциональных присадок, обладаю щих антиокислительными, антикоррозионными, моющими и другими свойствами, суд япо обзорной и патентной литера туре, относится к фосфороргаиическим соединениям [1,2,3].
Большинство фосфор- и серасодержащих присадок от носится к производным продуктов взаимодействия пятнсернистого фосфора с различными спиртами, алкилфенолами и др.
В настоящей работе описывается синтез азот-, фосфор- и серасодержащих соединений путем взаимодействия пяти сернистого фосфора с продуктами конденсации алкилфенолов с формальдегидом и ароматическими аминами.
В качестве ароматического амина были использованы анилин и о-толуидин. Продукты конденсации алкилфенолов с формальдегидом и анилином, а также о-толунднном по лучали в щелочной среде в присутствии гидрата • окиси бария [4, 5, 6].
Реакция с пятисернистым фосфором проводилась в трехгорлой колбе с механической мешалкой и обратным холо дильником. В продукт конденсации алкнлфенола с фор мальдегидом и первичным амином, в количестве 2 моль растворенный в нормальном ноиане и нагретый до 90°С, подавалась порциями 1 моль пятисернистого фосфора. Пос ле подачи последнего смесь нагревалась при бурном пере мешивании 3—4 я. По истечении этого времени продукт растворялся в бензоле, фильтрованием отделялся от непро реагировавшего пятисернистого фосфора, промывался водой до нейтральной реакции и подвергался перегонке для уда ления растворителя. При этом получались порошкообраз-
.ные продукты.
93
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание, |
% |
Т а б л и ц а I |
|||
|
|
|
|
Мол |
вес |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
углерода |
водорода |
азота |
фосфора |
cejэы |
|||||||
Наименование продуктов |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
выч. наид. выч. панд. |
выч. |
найд. |
выч. |
панд. |
выч. |
панд. |
выч. |
панд. |
|||
|
1 |
|
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
Продукт конденсации паратрет. б.у- |
698 |
693 |
- |
- |
- |
- |
4,0 |
3,6 |
8.9 |
7,3 |
18.3 |
- |
|||
тнлфепола с |
формальдегидом н ани |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
лином, обработанный |
пятнсеринстым |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
фосфором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт |
конденсации паратрет. |
726 |
713 |
59,50 |
59,2 |
6.2 |
6,5 |
3,86 |
3,92 |
8,5 |
8.2 |
17.6 |
17.78 . |
||
амнлфенола с формальдегидом и ани |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
лином, обработанный |
пятнсеринстым |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
фосфором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт конденсации паратрет. ок- |
810 |
796 |
62.22 |
61,41 |
6,91 |
6,00 |
3,45 |
2,93 |
7,65 |
6.94 |
15.80 |
15,10 |
|||
тилфенола с формальдегидом |
и ани |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
лином, обработанный |
пятнсеринстым |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
фосфором. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт конденсации втор, гек754 |
770 |
60,5 |
61,0 |
6.5 |
7.0 |
3,7 |
3,67 |
8,2 |
8,29 |
17,0 |
17,5 |
||||
силфенола с формальдегидом |
и ани |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
лином, обработанный |
пятисернистым |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
фосфором. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт конденсации паратрет. бу- |
726 |
720 |
59.50 |
59,09 |
6,06 |
6,14 |
3,84 |
3.45 |
8,54 |
8,32 |
17,63 |
17,02 |
||
тнлфенола с формальдегидом и о-то- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
луидином, |
обработанный пятнсерни- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стым фосфором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт |
конденсации |
паратрет. |
754 |
750 |
60,47 |
60,12 |
6,36 |
6.82 |
3,71 |
3,56 |
8,22 |
8,54 |
16.97 |
16,66 |
амнлфенола |
с формальдегидом и о- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
толуиднном, обработанный |
пятпсер- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нистым фосфором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт |
конденсации паратрет. ок- |
838 |
825 |
63,07 |
62,49 |
7.16 |
7,00 |
3,34 |
3.39 |
7,39 |
7,02 |
15,27 |
15,05 |
|
тилфенола с формальдегидом и о-то- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
лундином, |
обработанный |
пятпсернн- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стым фосфором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продукт |
конденсации втор, гексил- |
782 |
802 |
61,38 |
61,70 |
6,64 |
7,22 |
3,58 |
3.75 |
7.9 |
7.4 |
16,35 |
|
|
,фенола с формальдегидом |
и о-толу- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
идином, обработанный пятисернистым фосфором
В табл. 1 приведены результаты физико-химического анализа синтезированных соединений, полученных взаимо действием пятисернистого фосфора с продуктами конденса ции алкилфенолов с формальдегидом и анилином, а также
о-толуидином.
Реакция взаимодействия пятисернистого фосфора с про дуктами конденсациии может протекать в следующих на правлениях:
|
он |
NH2 |
О- |
|
• NH |
|
^ - С Н г - |
I +P2S. “ |
л |
II'-СНо- |
|
||
1. 2 1 |
и |
2 |
| |
II |
-ь H2s |
|
\ |
/ |
|
ч |
/ |
|
|
|
R |
он |
NH2R |
|
|
|
|
|
|
+ |
р2$5 |
|
|
р/ |
+ H 2S |
\ |
S H |
Из табл. 1 видно, что данные но молекулярному весу ис ключают первичный вариант реакции, так как в этом случае
мол. вес последнего должен |
быть в два раза меньше. Та |
||||
ким образом, |
по-видимому, |
реакция с пятисернистым фос |
|||
фором протекает в основном по второму |
варианту. Р связи |
||||
с этим и анализы полученных соединений |
показали |
наличие |
|||
в их составе 2 атомов азота, |
2 атомов фосфора и 4 атомов |
||||
серы. |
|
|
|
|
|
Для получения более эффективной антикоррозионной и |
|||||
антиокислительной присадки, |
содержащей |
в своем |
составе |
||
азот, фосфор |
и серу, мы провели реакцию |
пятисернистого |
96
фосфора с продуктами конденсации промышленного алкилфено'ла с формальдегидом и ароматическими аминами.
Полученные азот-, фосфор- и серасодержащие соедине ния в дальнейшем были подвергнуты нейтрализации гидра
том окиси |
бария, в результате чего получены |
бариевые |
|||||||||
соли указанных соединений. |
|
солей продуктов |
|
конден |
|||||||
Результаты анализа бариевых |
|
||||||||||
сации алкилфенолов с |
формальдегидом и анилином, а так |
||||||||||
же о-толуидином, обработанных |
пятисернистым фосфором, |
||||||||||
приведены |
В табл. 2. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
Содержание, |
% |
|
|
||
Наименование продукта |
золы |
азота |
серы |
. фосфора |
|||||||
|
|
|
|
||||||||
Бариевая |
соль продукта |
конден |
|
|
|
|
|
|
|
||
сации промышленного алкилфенола с |
|
|
|
|
|
|
|
||||
формальдегидом и анилином, обрабо |
|
1,82 |
6.64 |
|
|
2,4 |
|
||||
танная пнтпсерпистым фосфором |
19,05 |
|
|
|
|||||||
Бариевая соль продукта конденсации |
|
|
|
|
|
|
|
||||
промышленного алкилфенола с фор |
|
|
|
|
|
|
|
||||
мальдегидом и о-толуидином, обра |
|
1,74 |
6,93 |
|
|
2.42 |
|||||
ботанная^ пятисериистым фосфором |
20,94 |
|
1. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3 |
|||
|
|
1 |
|
Анализ окислен |
Коррозия |
Терми |
|||||
|
|
Количе |
в присут |
ческая |
|||||||
|
|
ного масла по ме |
ствии |
|
стабиль |
||||||
Наименование продукта ство при |
тоду |
ВТИ |
нафтенаность |
по |
|||||||
|
|
садки, ?□ |
кол-во |
кислотное |
та меди, |
методу |
|||||
|
|
|
|
число, .кг |
25 ч. |
|
Папок, |
||||
|
|
|
|
осадка,% |
|
|
|
мин |
|||
|
|
|
|
|
|
КОН |
|
|
|
|
|
Дизельное масло Д-11 |
- |
0,45 |
|
1.57 |
325 |
|
|
21 |
|
||
Д-11+Ва соль продукта |
0,7 |
— |
|
— |
2,2 |
|
|
98 |
|||
конденсация пром. ал |
|
|
|
||||||||
килфенола |
с формаль |
1.0 |
0,007 |
0,49 |
0,75 |
|
|
91 |
|||
дегидом |
и |
анилином, |
1.5 |
0 |
|
0,49 |
0,45 |
|
|
83 |
|
обраб. PaS5 |
1.0 |
0,0062 |
0.38 |
0,65 |
|
|
76,5 |
||||
Д-11+То же |
с о- |
|
|
||||||||
толуидином |
|
|
1,5 |
0,0012 |
0,42 |
■— |
|
|
— |
||
|
|
|
2.0 |
— |
|
— |
0.4 |
|
|
67,0 |
|
Масло МК-8 |
|
— |
0,056 |
|
0,25 |
— |
|
|
— |
|
|
МК-8-fBa соль продук |
0,05. |
0,041 |
|
0,155 |
|
|
|
|
|
||
та конденсации пром. |
|
|
|
|
|
|
|||||
алкилфенола с формаль |
0.1 |
0,0085 |
0.063 |
|
|
|
|
|
|||
дегидом |
и |
анилином, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обработ. P2S5 |
0,05 . |
0,022 |
|
0,123 |
|
|
|
|
|
||
МК-8-f-TO же с |
|
— |
|
|
— |
|
|||||
о-толуидином |
|
0,1 |
0.0145 |
’0,092 |
— |
|
|
— |
|
П р й м е ч а м и е: окисление дизельного масла по методу ВТИ проводи лось при температуре 160°С, а масла МК-8 при 120°С.
190-7 |
97 |
Указанные присадки в смеси с моторными маслами иссле довались на антикоррозионные свойства по ужесточенному методу НАМИ на аппарате ДК-2 в присутствии нафтената меди в течение 25 ч, на термическую стабильность по мето ду Папок, на химическую стабильность по методу ВТИ и на моющие свойства—по методу ПЗВ. Полученные присад ки также были испытаны на химическую стабильность в смеси с маслом МК-8, по методу ВТИ.
Результаты проведенных испытаний представлены втабл. 3. Из данных этой таблицы видно, что синтезированные нами азот-, фосфор- и серасодержащие соединения являют ся высокоэффективными многофункциональными присадка ми. Так, например, добавлением 1% указанных присадок к дизельному маслу улучшаются антикоррозионные и анти-
окислительные свойства масла.
Синтезированные азот-, фосфор- и серасодержащие со единения также значительно улучшают, антиокислительные свойства масла МК-8. Добавлением 0,1% этих присадок к маслу МК-8 осадок и кислотное число окисленного масла значительно снижаются.
Выводы
1. Реакцией взаимодействия пятисернистого фосфора с продуктами конденсации алкилфенолов с формальдегидом и анилином, а также о-толуидином получен ряд азот-, фос фор- и серасодержащих соединений, физико-химическая ха рактеристика которых близка к вычисленным данным.
2.Реакцией взаимодействия пятисернистого фосфора с продуктами конденсации промышленного алкилфенола с формальдегидом и анилином, а также о-толуоидином полу чены азот-, фосфор- и серасодержащие присадки.
3.Исследовано влияние полученных азот-, фосфор- и серасодержащих присадок на антиокислительные и анти
коррозионные свойства смазочных масел.
Установлено, что указанные присадки являются высоко эффективными многофункциональными присадками, значи тельно улучшающими антиокислительные и антикоррозион ные свойства смазочных масел.
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
|||
1. |
B a r t l e s e n |
I., S u n d a y . |
М. Ind. |
Eng. Chem., 1949, 41, |
948. |
||
2. |
B u c k A. C.. B a r t l e s e n |
I. D., L a n k e l m a H. P. J. Am. Chem. |
|||||
Soc. 1948, 70. 744. |
|
|
|
|
|
|
|
3. W i s e G., L a n k e l m a H. P. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 529. |
|||||||
4. |
К у л и е в А. |
М.. Р а с у л о в а |
М. А., 3 е й и а л о в а |
Г. А. „ Азерб. |
|||
хим. ж /, 1964, № 6. |
М., Р а с у л о в а |
М. А., 3 е й н а л о в а |
Г. А. „Азерб. |
||||
5. |
К у л и е в А. |
||||||
хим. ж.“, 1965, № 2. |
М .,. Р а с у л о в а |
М |
А., 3 е й и а л о в а |
Г. |
А. Авт. |
||
6. |
К у л и е в А. |
||||||
свид. № 167500. |
|
|
|
|
|
|
А.М. КУЛИЕВ, Н. П. МУСТАФАЕВ, Г. Р. ГАСАНЗАДЕ,
Р.Г. АЛИЕВА, М. А. РАСУЛОВА, Ф. Г. СУЛЕЙМАНОВА
СИНТЕЗ ОКСИАЛКИЛБЕНЗИЛОВЫХ ЭФИРОВ КСАНТОГЕНОВЫХ КИСЛОТ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ВЛИЯНИЯ НА МОТОРНЫЕ МАСЛА
В последние годы в качестве антиокислительной и ан тикоррозионной присадки к смазочным маслам стали ши роко применяться эфиры ксантогенОвых кислот, получен ные на основе алифатических галоидалкилов [1, 2].
Представлял интерес синтез и исследование ароматичес ких производных эфиров ксантогенОвых кислот на основе алкилфенолов и ксантогенатов. Но эти исходные реагенты по своим химическим свойствам не способны вступать во взаимодействие между собой. Поэтому в качестве связыва ющего звена ароматического ядра алкилфенола с остатком ксантогеновой кислоты был использован формальдегид в виде параформа как более активный конденсирующий реа гент.
На основании сказанного предполагалось получить сое динения, содержащие, кроме сульфидной и тиокарбонильной серы (—S— и С = S), также гидроксильную группу, связан ную с ароматическим ядром, т. е. получить тиосоедннения, в которых сохранится алкилфенольная группировка в мо лекуле и которые как таковые в той или иной степени 'об ладают антиокислительными свойствами.
Соединения этого типа, называемые оксиалкнлбензиловыми эфирами ксантогеновых кислот,, имеют следующую структурную формулу
ОН
R1 |
99 |
Как видно, в соединениях такой структуры формальде гид, являясь связывающим звеном, одновременно служит как бы буфером, ослабляющим индукционное влияние аро матического ядра на эффективность сульфидной серы.
В литературе подобные типы соединений не встречаются, следовательно, отсутствует и метод их синтеза. Поэтому основная трудность заключалась, в поиске и разработке ме тодики синтеза. Известный метод получения эфиров ксантогеновых кислот [3, 4] путем’взаимодействия солей ксаитогеновых кислот с галоидалкилами, оказался не пригодным для нашей цели. В результате исследования были разработа ны условия, позволяющие синтезировать ряд оксиалкилбензиловых эфиров ксантогеновых кислот. Условия синтеза таковы. В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную ме ханической мешалкой, помещается эквимолекулярное коли чество фенола или алкилфенола и ксантогената в растворе бензола, взятого в 2-кратном количестве по отношению к весу взятых реагентов. Затем реакционная колба охлажда ется до 0°С и через охлажденную смесь при энертичном перемешивании пропускается сухой хлористый водород. При этом температура смеси должна поддерживаться в пределах не выше +5°С.
После того, как значительная часть соли превратится в кислоту, к реакционной смеси постепенно прибавляют рас считанное количество параформа и содержимое колбы пе ремешивается еще 5—6 я. Затем продукт реакции промы вается водой, фильтруется и отгоняется растворитель. Не вошедшие в реакцию компоненты отгоняются под вакуумом. Выход целевого продукта составляет в среднем 60% от тео ретического. Полученные оксиалкилбензиловые эфиры ксан тогеновых кислот представляют собой маслообразные жидко сти, со слабым специфическим запахом, хорошо раствори мы во многих органических растворителях и минеральных маслах, плохо растворимы в спирте и не растворимы в во де (табл. 1).
На основании физико-химического анализа, элементарно го состава и молекулярных весов можно заключить, что полученные соединения являются оксиалкилбензиловыми эфирами ксантогеновых кислот, имеющими следующее
строение:
ОН
I
j^'S[j—СН2—S—С—OR" S
|
I |
100 |
R' |