[發(fā)明專利]耐油液腐蝕動(dòng)態(tài)吸-脫水高分子復(fù)合敏感材料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010570224.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111909376B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李揚(yáng);陳慧真;趙慧杰;王釗;楊慕杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;G01N27/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發(fā)明公開(kāi)了一種耐油液腐蝕動(dòng)態(tài)吸?脫水高分子復(fù)合敏感材料及制備方法。本發(fā)明采用的聚酰亞胺是以二元酸酐與不同的二胺單體經(jīng)兩步法制得，該化學(xué)合成方法原料易得，合成方法簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低。復(fù)合敏感材料的制備是將聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，以及正硅酸四乙酯等溶解于有機(jī)溶劑共混復(fù)合，并通過(guò)熱處理，制備成具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子復(fù)合敏感材料，可應(yīng)用于腐蝕環(huán)境下各種變壓器油、液壓油、潤(rùn)滑油等油液體系中水分的快速、靈敏和穩(wěn)定測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)油液質(zhì)量的快速評(píng)估，使得使用油液的各種設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸，電力系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。該復(fù)合水分敏感材料還可適用于空氣濕度測(cè)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐油液腐蝕動(dòng)態(tài)吸-脫水高分子復(fù)合敏感材料及制備方法，以及該材料在油液中水分含量測(cè)定中的應(yīng)用，屬于有機(jī)合成領(lǐng)域和水分傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代社會(huì)，以潤(rùn)滑油、液壓油、變壓器油為代表的各種油液在現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、汽車、船舶、航空交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)等各類行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。各類油液在其生產(chǎn)、制造、儲(chǔ)存運(yùn)輸及實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，環(huán)境因素對(duì)其性能將起到一定的影響，特別是環(huán)境中的水分。微量水分會(huì)通過(guò)各種途徑混入油液中，引起油液的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，并影響其功能的正常發(fā)揮。例如，電力系統(tǒng)變壓器油中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)每增長(zhǎng) 1 倍，油液的絕緣壽命將會(huì)減半。當(dāng)變壓器油中微水含量超過(guò)一定閾值，甚至可以導(dǎo)致絕緣擊穿、燒毀設(shè)備等重大事故[劉玉仙． 油紙絕緣變壓器中水分的聚積及其對(duì)熱老化壽命的影響［J］，變壓器，2004( 2): 8-12．]。潤(rùn)滑油中的水分超出 0. 1% 時(shí),可能使得油液中的添加劑遇水會(huì)分解或沉淀析出，失去作用，導(dǎo)致潤(rùn)滑油功能失效。同時(shí)，潤(rùn)滑油中的水分還可以使機(jī)械設(shè)備表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),使設(shè)備銹蝕磨損損壞；生銹粒子的催化作用下反過(guò)來(lái)會(huì)加速潤(rùn)滑油在水分作用下的氧化過(guò)程，使?jié)櫥妥冃裕?yīng)有的功效 [柴世文，徐永明，韓曉明，梁軍戰(zhàn)，基于水活度的潤(rùn)滑油微水在線檢測(cè)方法研究［J］,機(jī)械研究與應(yīng)用· 2017 年（1）:133-136,140］。液壓系統(tǒng)故障75%以上是由于液壓油污染引起，而水分侵蝕又是液壓油的液體污染的主要形式。它使得使液壓油液乳化，改變油液的黏度和使用性能，而且會(huì)在高溫時(shí)生成氣泡，使系統(tǒng)產(chǎn)生氣蝕，對(duì)元件的工作壽命造成影響[滕懷波，張洪朋，劉恩辰，曾 霖，陳海泉，薄 昭，船舶液壓油水分含量檢測(cè)新方法［J］，船 舶 工 程，2017（4）83-87]。

為此，需要對(duì)于油液中的水分含量進(jìn)行快速，準(zhǔn)確測(cè)定，以保證各類油品發(fā)揮功效，使得應(yīng)用油液的各種設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，用于油品中水分含量檢測(cè)的方法可分為離線檢測(cè)和在線檢測(cè)兩類。其中離線檢測(cè)主要有蒸餾法、卡爾-費(fèi)休滴定法、稱重法、紅外光譜法等，這類方法采取的方式是“在線抽樣，離線測(cè)量”，其準(zhǔn)確度較高，方法成熟，且應(yīng)用廣泛，但是步驟繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，難以實(shí)時(shí)提供油品中水分含量信息，不能滿足需求；在線檢測(cè)主要有微波法、射線法、介電常數(shù)法等，它們的特點(diǎn)是測(cè)試速度快，可實(shí)時(shí)監(jiān)控油品中水分含量，受到廣泛關(guān)注。目前在線檢測(cè)最常用而有效的手段之一是使用電容式濕度傳感器。通過(guò)檢測(cè)傳感器在油品中的電容變化，可快速準(zhǔn)確地確定其中的水分含量（即水活度）。

通過(guò)電容式濕度傳感器檢測(cè)油品中的水分含量，其原理是基于油中水活度的概念。油中水活度在數(shù)值上等于油品與其所處密閉小空間達(dá)到水分交換平衡時(shí)，環(huán)境的相對(duì)濕度值。利用濕度傳感器可以測(cè)定平衡相對(duì)濕度，其原理是油品中微量水分吸附到電容型濕度傳感器表面，會(huì)引起濕度傳感器的介電常數(shù)變化，從而改變傳感器的電容。由電容值可以得到油液的平衡相對(duì)濕度，即水活度。由此，將油液中的水分含量測(cè)定，轉(zhuǎn)換為相對(duì)濕度測(cè)定，大大簡(jiǎn)化測(cè)試過(guò)程。而且該方法還具有幾個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)：它能直觀表示油品中水含量與飽和水含量之間的差距，從而精確反映油品中出現(xiàn)游離水的風(fēng)險(xiǎn)，而且它與被測(cè)油品性質(zhì)無(wú)關(guān)，可以在不考慮化學(xué)成分或物理特性的情況下適用于各種油品。

通常測(cè)定相對(duì)濕度采用的是以聚酰亞胺為代表的電容型濕度傳感器。但是用于油品中水活度檢測(cè)的電容型傳感器，由于油液為多種有機(jī)化合物混合物，其中還存在雜質(zhì)、水分以及各種添加劑等，具有酸性等較強(qiáng)的腐蝕性，要在復(fù)雜的腐蝕性環(huán)境下，完成對(duì)于油液中微量水分的靈敏、準(zhǔn)確和快速檢測(cè)，這對(duì)于電容型水分傳感器提出了極高的要求。