从Torreya grandis中提取的粗提物对根结线虫(Meloidogyne enterolobii)的杀线虫活性及其作用机制的初步研究
《Industrial Crops and Products》:Nematicidal activity of crude extract from
Torreya grandis against root-knot nematode
Meloidogyne enterolobii and preliminary insights into its mechanism
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时间:2025年10月02日
来源:Industrial Crops and Products 6.2
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尼恩油与纳米结晶纤维素自由基共聚物的制备及其对润滑油低温流动性和高温粘度的影响研究。通过FTIR和TGA表征证实了尼恩油均聚物及尼恩油/NCC共聚物的成功合成,其中共聚物在300℃时热稳定性显著优于均聚物(5% vs 15%失重)。添加2%共聚物的润滑油粘度指数提升至111.1,低温流动点降低至-14℃,优于单独使用尼恩油均聚物(VI 110.1,PP -20℃)及NCC(VI 103.6,PP -16℃)。研究证实生物基多相聚合物在改善润滑油性能方面具有协同效应,尼恩油高含有的oleic酸(19%)为自由基聚合提供了丰富反应位点,而NCC的纳米结构增强了界面相互作用,两者结合在热稳定性和低温流动性方面表现更优。
本研究聚焦于利用生物基材料合成绿色添加剂,旨在提升润滑剂的性能,特别是在低温流动性(pour point)和粘度指数(viscosity index)方面。随着对环保和可持续材料的关注日益增加,传统的石油基润滑剂正面临越来越多的挑战,而植物油和纳米纤维素等生物基材料因其非毒性、可生物降解、成本低廉等优势,成为替代传统添加剂的有力候选。本文通过从木瓜籽油中合成一种均聚物和与纳米纤维素(NCC)形成的共聚物,探讨其作为润滑剂添加剂的潜力。研究不仅评估了这些添加剂的性能,还通过多种分析手段验证了其化学结构和热稳定性,为绿色润滑剂的发展提供了新的思路。
在润滑剂领域,添加剂的选择至关重要。它们不仅影响润滑剂的基本性能,还决定其在不同操作条件下的适用性。例如,发动机油需要在广泛的温度和剪切条件下保持合适的粘度,以确保有效的润滑和减少摩擦。因此,粘度指数改进剂和低温流动性改进剂成为提高润滑性能的重要添加剂。然而,许多传统添加剂存在一定的局限性,如金属氧化物纳米颗粒容易发生团聚,影响其在润滑油中的分散性和润滑效果,而一些无机纳米材料由于密度较高,容易沉降,从而降低其在润滑油中的使用效率。因此,寻找具有优良性能且易于分散的生物基添加剂成为研究热点。
木瓜籽油作为一种天然植物油,具有良好的润滑性能和生物降解性,同时其分子结构中富含不饱和脂肪酸,尤其是油酸,这为其进行自由基聚合提供了丰富的反应位点。而纳米纤维素,尤其是从玉米壳中提取的纳米纤维素,因其高比表面积和纳米级尺寸,能够有效增强润滑剂的性能。然而,纳米纤维素本身的亲水性使其在非极性的润滑油中难以分散,因此需要对其表面进行改性处理,以提高其疏水性和在润滑油中的兼容性。研究中采用了酯化反应对纳米纤维素进行改性,使其具有更高的疏水性,从而提升其在润滑油中的应用潜力。
研究团队采用了一系列实验方法,包括碱处理、漂白、酸水解等步骤,成功制备了纳米纤维素(NCC)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,确认了NCC的形成,其特征峰在特定波长范围内消失,表明纤维素中的木质素和半纤维素已被有效去除。同时,对木瓜籽油的脂肪酸组成进行了气相色谱-质谱联用分析(GC-MS),结果显示油酸是其主要成分,占约19%,这为后续的聚合反应提供了重要的基础。基于这些信息,研究团队通过自由基聚合技术,成功合成了木瓜籽油的均聚物和与NCC的共聚物。通过FTIR进一步验证了这些聚合物的形成,结果显示与原始木瓜籽油相比,均聚物和共聚物的特征峰发生了明显变化,表明其结构已被成功改变。
热重分析(TGA)结果表明,共聚物的热稳定性优于均聚物。在300°C时,共聚物的重量损失仅为5%,而均聚物则达到15%。这一差异可能归因于共聚物更高的分子量和更复杂的分子结构,使其在高温下更稳定。此外,研究还评估了不同浓度的添加剂对基础油性能的影响。结果显示,当基础油中添加2%的共聚物时,其粘度指数达到111.1,显著高于其他浓度下的表现。这表明共聚物在提升润滑油粘度指数方面具有显著优势。同时,添加2%的均聚物后,基础油的低温流动性(pour point)得到了明显改善,最低达到-14°C,优于其他添加剂的效果。
研究还对NCC的性能进行了分析。尽管NCC在改善粘度指数方面表现出一定的效果,但其性能仍略逊于共聚物。这可能与其表面改性程度和分子结构的复杂性有关。然而,NCC作为一种纳米材料,其高比表面积和纳米级尺寸使其在润滑油中具有良好的分散性和增强效果。因此,NCC的引入为润滑油的性能提升提供了新的可能。
从整体来看,本文的研究成果表明,利用生物基材料合成的添加剂能够有效改善润滑油的性能。特别是木瓜籽油与纳米纤维素形成的共聚物,在提升粘度指数和改善低温流动性方面表现优异,具有广阔的应用前景。同时,研究还揭示了这些添加剂的化学结构和物理特性对性能的影响,为未来进一步优化其性能提供了理论依据。通过这些研究,团队不仅验证了生物基材料作为润滑油添加剂的可行性,也为推动绿色润滑技术的发展提供了新的思路和方法。
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