● 摘要
随着石油资源的开发利用，矿产资源造成了严重短缺。天然气技术日益被世界各国广泛关注。随之，天然气在生活中的应用为人类带来了显著的经济效益和环境效益。据2013年统计，中国的天然气汽车达到157.7万辆，其中，CNG汽车数量占总数比例较大。经过研究将LNG作为汽车燃料，并与CNG汽车燃料对比分析，得知LNG作为汽车燃料具有良好的环保性、经济性、高效性和更加可靠的安全性。本课题通过对国外LNG汽车发展的分析并结合国内的应用情况，提出LNG汽车在我国将会有更加广阔的应用前景并做出了相关科学性研究。
本论文首先从LNG汽车发动机的构造、应用环境和润滑机理出发，结合发动机油的理化性能和制备工艺，通过对LNG汽车机油的组分进行剖析研究，完成了一种具有耐高温性能的LNG汽车发动机机油的制备；通过深入研究，旨在制备出适合在不同气候下使用的LNG汽车专用发动机油。本论文制备出了一种适合在-30℃至40℃的环境下正常使用（5W-40型）的LNG汽车发动机专用机油，并对其耐高温、耐磨性、粘度指数、清洁性、闪点，傾点等性能做了专业考察，参照美国Cummins公司的燃气发动机20047技术指标，并与某市售优质LNG发动机油的性能指标对比，从而确定制备出的润滑油性能指标达到国家标准。
润滑油由基础油和助剂组成，植物油通常作为绿色环保润滑油的首选原油，因为由植物油制备的润滑油具有清洁性能强、生物降解率高等特点。但是由于植物油分子中含有不饱和结构，易被空气氧化，因而耐高温性能较差。所以，本论文从绿色润滑油角度出发，通过参阅大量文献，对比不同种类型基础油的理化指标，确定植物油（蓖麻油）作为基础油的原油。然后，对其进行化学改性：（1）向其中引入耐高温的功能性基团；（2）通过环氧、开环过程，将主链中的碳碳双键去掉；经过三步改性，制备出一种具有耐高温性能的植物型基础油。最后，利用傅立叶红外光谱(FT-IR)表征出基础油在改性过程中的结构，利用热分析系统表征出改性过程中每一步产物的热分解温度。此外，本实验最终产物通过SSDBS-8159型全自动闭口闪点测定仪，测试出改性基础油的闪点值；将样品通过第三方检测机构测试出氧化安定性、耐磨擦性能等性能指标。最后，将改性后的油与原油对比，比较其耐高温性能，从而确定合成油的改性效果。本论文主要研究内容如下：
（1）制备耐高温LNG汽车发动机油。通过平行试验，得出以光亮油150BS、基础油500SN、硫磷丁辛基锌盐、硫磷双辛基碱性锌盐、高碱值合成磺酸钙、双烯基丁二酰亚胺、十二烯基丁二酸、乙丙共聚物、甲基硅油为原料，通过试验，在确定温度和转速条件下，制备出一种具有耐高温性能并适用于LNG汽车的专用机油。结果表明，该油品在220℃环境下都能正常使用，抗氧化时间可达400 min，其性能优于市售发动机油。
（2）本论文从绿色环保的角度出发，通过选择蓖麻油为原油，经化学改性，依次向蓖麻油的结构中引入耐高温的功能性基团，同时去掉植物油中的不饱和键结构，从而，制备出一种具有耐高温的植物型基础油。
在课题组前期工作的基础上，本论文还制备了双亲嵌段共聚物PS-b-PAA并初步研究了其在水溶液中的自组装行为，具体工作如下：
根据原子转移自由基聚合（ATRP）法，通过控制加入量，按照以下三种比例 [PS]/[PAA]=50/50，[PS]/[PAA]=85/15，[PS]/[PAA]=15/85，分别制备出不同链长度的双亲嵌段共聚物。通过测定双亲性嵌段共聚物PS-b-PAA的临界胶束浓度，进而判断共聚物在水溶液中形成胶束的形态。