Synthesis of Oleic Acid Esters containing Thiocarbamate Group as Anti-wear Additives

A series of oleic acid esters containing mercaptobenzothiazole and dialkylenedithiocarbamate, which are potential environmentally friendly lubricating grease additives, were synthesized as 90% yield through several method such as nucleophilic substitution of dialkyl amine and carbon disulfide, reduction reaction, and condensation reaction. The structures of the additives were confirmed by $^1H$-NMR, FT-IR and EA analysis. The additives (1 wt%) were soluble in 100 N BO except C4-DTC-OE and soluble in soybean oil. The tribological properties as lubricating additives in 100 N BO were evaluated using 4-ball tester and the results showed as follows: Bz-thia-OE < C4-DTC-OE < Pyrro-DTC-OE < C8-DTC-OE. Whereas, the 4-ball anti-wear properties were not shown in soybean oil.

티오카바메이트 그룹을 함유하는 올레인산 에스테르계 내마모제의 합성

내마모제로 사용하기 위하여 mercaptobenzothiazole 및 디알킬렌디티오카바메이트 그룹을 함유하는 환경친화적인 올레인산 에스테르를 디알킬아민과 이황화탄소의 치환반응, 디클로로아세톤과의 치환반응, $NaBH_4$을 사용한 환원반응 및 올레인산과의 축합반응 등의 과정을 행하여 90% 이상의 수율로 합성하였다. 중간 생성물 및 내마모제의 구조적 특성은 FT-IR, $^1H$-NMR 스펙트럼 및 원소분석으로 분석하였으며 광유계 오일(100 N) 및 식물유에서의 용해성을 1 중량%에서 평가한 결과 잘 용해되었다. 또한, 합성한 내마모제의 열 안정성을 TGA로 분석하였으며 초기 5 wt% 분해온도가 구조에 따라 $192^{\circ}C$에서 $217^{\circ}C$의 안정성을 나타내었다. CEC L-33-A-93 방법으로 생분해도를 평가한 결과 89%에서 99%의 생분해도를 나타내어 환경친화적인 내마모제임을 확인하였다. 내마모제의 윤활특성을 100 N 윤활기유 및 식물유에 첨가하여 4구 마모시험기를 사용하여 평가한 결과, 100 N BO에서 4-ball 마모흔의 직경은 Bz-thia-OE < C4-DTC-OE < Pyrro-DTC-OE < C8-DTC-OE의 순으로 큰 값을 나타내어 내마모성능이 나쁘게 나타났다. 한편, 식용유에서는 4-ball 마모흔의 직경이 0.8260 mm에서 0.9637 mm를 나타내어 내마모제의 첨가효과가 나타나지 않았다.