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当前传统矿物油资源面临枯竭,而合成油的成本又十分高昂,难以满足日益增长的工业润滑需求。水基润滑液成本低廉、广泛易得,同时拥有优异的抗燃性和生物降解性,是油类基础液的理想替代品。但在实际工业润滑应用中,水基润滑液却面临摩擦学性能差的问题。因此,开发高性能的水基润滑添加剂刻不容缓。离子液体添加剂(ILs)自从被人们发现以来一直受到广泛关注,它拥有优异的成膜特性和热稳定性。但离子液体添加剂在水中的应用还鲜有研究。本文制备了一系列基于磷酸酯阴离子和胺盐阳离子的水基离子液体添加剂,结合了离子液体的优秀成膜特性与磷、氮元素优异的极压抗磨性能。首先,对4种胺进行筛选,确定添加剂中的最佳阳离子来源。其次,探究了离子液体添加剂中烷基链长对其摩擦学性能的影响。最后,基于链长和经济性要求,分别选择硬脂酸和软脂酸为原料,经磷脂化制备了两种水溶性离子液体。采用红外光谱(IR)确认了添加剂结构。用热重分析仪(TGA)测试了添加剂的热稳定性。用四球试验机评价了添加剂的摩擦学性能。使用扫描电子显微镜(SEM)观测了磨痕表面,应用X射线光电子能谱分析(XPS)和X射线吸收近边结构(XANES)分析了摩损表面的化学组成。主要研究结论如下:1.制备的四种磷酸酯胺盐离子液体水溶性优异,对水的减摩性能最大提升幅度为73.21%、70.69%、69.06%、76.60%。对水的抗磨性能最大提升幅度为58.43%、66.37%、64.92%、62.26%。2.固定离子液体的阳离子来源为二乙醇胺,制备了三种不同烷基链长的水溶性离子液体。其水中溶解性、热稳定性以及摩擦学性能都十分优异。测试结果表明,添加剂的链长越长,其极压抗磨性能就越突出,磨痕表面也更光滑。XPS分析结果表明摩擦膜化学组成为铁氧化物、磷酸铁或高聚磷酸铁。XANES分析结果显示摩擦膜包含磷酸铁和焦磷酸铁。3.以硬脂酸和软脂酸为原料制备的两种水溶性离子液体添加剂,它们热稳定性优异,在0.5wt.%添加量下能够将水基基础液的抗磨性能和减摩性能提升70%左右。XANES分析结果表明摩擦膜包含磷酸铁和焦磷酸铁。