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本文以α-烯烃为原料，通过使用(C2H5)2AlCl/TiCl4催化体系配位聚合的方法齐聚合成制备了Ⅳ类高级润滑基础油(PAO)，并对聚α-烯烃类高级润滑基础油(PAO)合成工艺条件和精制流程及其半合成油的应用进行了研究。通过各项条件实验并对精制后的齐聚产物进行性能分析，研究结果表明最佳反应温度为40℃，原料最佳为1-癸烯，不同的原料种类可制备性能各异的产物。使用在线红外分析系统对Ziegler-Natta催化1-癸烯齐聚反应过程进行实时监测，确定最佳反应时间为4小时。通过PAO基础油与Ⅱ类矿物油调和实验，得出不同粘度的PAO含量对半合成基础油的低温性能和粘温性能的影响在体积分数小于15％时的基本体现为反协同效应，随后逐步转化为均相互溶效应。而粘度相近的PAO与矿物油调和时，受反协同效应影响较小。从而解释了为何工业中很少出现PAO含量较少的半合成油，而国外高端半合成基础油通常使用5∶5或4∶6的调配比例。通过分子模拟设计试验，绘制了PAO基础油的分子理论模拟体系;研究了齐聚产物体系中非键能和分子势能在不同温度下变化;分析比较了单个高分子量的聚α-烯烃分子和典型PAO分子C30的分子形态和热力学变化，证实其应用不同的原因。本文通过对PAO基础油及其半合成油的各项性能指标的检测分析，得出反应工艺条件和油品的综合性能能够满足工业生产和应用的要求，并通过分子设计理论模拟解释了其部分作用机理，达到了本课题的研究要求。