隨著機械的進步和汽車內(nèi)燃機的發(fā)展,對設(shè)備的負(fù)荷、速度、溫度提出了更高的要求,為了保證機械設(shè)備的正常運行,有必要在潤滑油中加入各種添加劑復(fù)合使用,以提高潤滑油的各種物理化學(xué)性質(zhì)和潤滑性能。目前,市場所售的潤滑油中,基礎(chǔ)油所占的比例達70%-99%,決定著潤滑油基本理化性質(zhì)和某些特性,添加劑的含量雖然極少,但能起到改變潤滑油已有性能并賦予潤滑油新的性能以滿足機械設(shè)備正常運行的關(guān)鍵作用。
潤滑油添加劑種類繁多,功能各異,按其功能劃分可分為極壓抗磨劑、抗氧劑、降凝劑、粘度指數(shù)改進劑、分散劑、乳化劑、抗乳化劑、消泡劑、防銹劑、防腐劑等(通過與金屬相互作用形成油膜起到保護金屬表面的作用)。近年來,潤滑油中使用各種類型和功能的添加劑使其趨向復(fù)雜多功能材料轉(zhuǎn)變,下面就為大家詳細(xì)講解一下幾種常見的潤滑油添加劑。
1.極壓抗磨劑
基礎(chǔ)油對提升摩擦學(xué)性能是有限的,極壓抗磨劑含有大量的活性物質(zhì),這些極性分子可以在摩擦副——即相接觸的兩個物體產(chǎn)生摩擦,而組成的一個摩擦體系稱為摩擦副,之間形成化學(xué)反應(yīng)或吸附膜,減少摩擦降低磨損。
在實際應(yīng)用中抗磨劑與極壓添加劑并沒有嚴(yán)格的區(qū)分界線。通常,抗磨劑被設(shè)計成在正常工況下生成表面沉積膜,從而降低連續(xù)中等的磨損速率,鋁加工中采用的醇酸酯就可以作為抗磨劑看待;而極壓添加劑則在苛刻工況下迅速反應(yīng)生成保護膜,防止更多的危害發(fā)生。有些添加劑在某一應(yīng)用中被歸類為抗磨劑而在另一應(yīng)用中卻被認(rèn)為是極壓劑;有些又兼具極壓和抗磨兩種性質(zhì),因此一般將其統(tǒng)稱為極壓抗磨劑。
2.抗氧劑
潤滑油長期運行導(dǎo)致溫度升高,和空氣中的氧發(fā)生化學(xué)變化,致使?jié)櫥脱趸冑|(zhì)。氧化的潤滑油會產(chǎn)生腐蝕性的酸性物質(zhì),造成設(shè)備腐蝕,同時生成積碳、膠泥等物質(zhì)堵塞管道,引發(fā)設(shè)備故障和運行問題。
抗氧劑通過極性分子來提高潤滑油的氧化安定性,避免了設(shè)備在運行中受到腐蝕和氧化,從而延長設(shè)備的使用壽命。
絕大多數(shù)潤滑油都是烴類分子,研究表明,烴類氧化是一個自氧化過程,其反應(yīng)機理就是自由基的鏈反應(yīng)機理,鏈引發(fā)階段是烴類在金屬離子、熱或光的激發(fā)下從碳?xì)浞肿又谐湓佣纬勺杂苫倪^程。
抗氧化劑可以通過兩種方式起作用,一類是反應(yīng)阻止劑,即與烴類產(chǎn)生的自由基生成穩(wěn)定的產(chǎn)物,阻止進一步氧化反應(yīng),另一類是抑制劑,通過金屬支承面或金屬離子,隔離抑制氧化反應(yīng)。
在鋁加工潤滑中,一般常用反應(yīng)阻止劑,俗稱BHT。
3.降凝劑
降凝劑多用于發(fā)動機油。發(fā)動機潤滑油要求既能在嚴(yán)寒的環(huán)境下易傾倒和泵送,又能在高溫條件下不易揮發(fā),保證潤滑油在冷的發(fā)動機和預(yù)熱后的活塞壁Z熱區(qū)域正常工作。在大多數(shù)情況下,直餾石油混合物不符合當(dāng)前操作條件所規(guī)定的黏度要求,這就需要添加可以提高潤滑油冷流動特性的降凝劑。降凝劑,也稱為低溫流動性改進劑、蠟晶改良劑。
降凝劑多為聚合物或縮合物,如長鏈烷基酚、丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯及聚α-烯烴等,其烷基鏈與石蠟烴結(jié)構(gòu)類似,能夠改變潤滑油蠟晶的尺寸和形狀,使其不能形成有序的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),這些共結(jié)晶保證了潤滑油在低溫下仍能保持良好的流動性,擴大了潤滑油的溫度適用范圍。
4.粘度指數(shù)改進劑
粘度是衡量潤滑油性能的重要參數(shù)之一。粘度指數(shù)改進劑又叫增粘劑,具有稠化基礎(chǔ)油,改善油品的粘溫性能,使油品具有良好的高溫潤滑性和低溫流動性,降低潤滑油的消耗等作用。
粘度指數(shù)改進劑都是高分子聚合物,它具有奇妙的性能。在低溫下,這些高分子聚合物呈卷曲狀態(tài),其流體力學(xué)體積變小,使基礎(chǔ)油的內(nèi)摩擦減小、運動粘度相對變小;溫度時,高分子的聚合鏈打開,體積變大,增大了基礎(chǔ)油的內(nèi)摩擦,基礎(chǔ)油的粘度變大。
目前,Z常用的粘度指數(shù)改進劑有加氫-苯乙烯-雙烯聚合物(如:加氫-苯乙烯-丁二烯聚合物HSB、加氫-苯乙烯-異戊二烯聚合物HIS)乙烯丙烯共聚物(OCP或EPC)、聚異丁烯(PIB)等。
5.防銹防腐劑
基礎(chǔ)油本身具有一定的防腐蝕銹蝕能力,但當(dāng)防護能力不足時,就需要在潤滑油或潤滑脂中添加阻止腐蝕、銹蝕的化合物。
常見的防銹防腐添加劑屬于強極性的活性油溶性基團,其性能與其極性、烴基基團大小、鏈型有關(guān),通過物理吸附在金屬表面,形成分子保護層,得以避免光、水分、濕度和空氣的影響,從而達到防止金屬發(fā)生腐蝕。
6.清凈劑
清凈劑可以中和發(fā)動機運行過程中氧化產(chǎn)生的酸性物質(zhì)和燃燒產(chǎn)物,分散潤滑油中的極性氧化產(chǎn)物,防止油品的銹蝕和腐蝕,同時控制沉積物生成膠質(zhì),對保護發(fā)動機內(nèi)部各個部件發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。和大多數(shù)添加劑一樣,金屬清潔劑中含有表面活性的極性基團及親油碳?xì)浠鶊F,碳?xì)浠鶊F具有適當(dāng)分子鏈長,以確保良好的油溶性。
7.其他常用的潤滑油添加劑
消泡劑。潤滑油反復(fù)的攪動中會混入大量空氣從而產(chǎn)生泡沫,而有泡沫的地方就是沒有油膜的地方,摩擦副表面就會失去保護;而另一方面,有泡沫的地方,同時也代表與空氣的接觸面增大了,也加速其氧化,因此需添加消泡劑以避免泡沫之產(chǎn)生。
染色劑。正常的潤滑油顏色都是微黃或透明無色,有時為了醒目會加入染色劑,其功能有二:一是識別用,比如汽車的自動變速箱油均染成紅色,以便漏油時有利辨識維修;二是行銷廣告用。
隨著潤滑油應(yīng)用的高端化和環(huán)保要求的不斷提高,對添加劑的要求也越來越嚴(yán)格。潤滑油和添加劑不斷向著綠色環(huán)境友好的方向發(fā)展,防銹劑逐漸向高性能、多功能的方向發(fā)展;極壓抗磨劑中的硫、磷、氮化合物逐漸被無毒無味的硼類化合物、納米化合物等所替代;用低磷、無灰抗磨劑和抗氧化劑來補償發(fā)動機油中抗氧劑的損失;傳統(tǒng)的抗氧化劑加入潤滑油易引起潤滑油的粘度變化,高溫下易失去活性,且對于一些高端潤滑油來說,抗氧化性能不足。
(來源:網(wǎng)絡(luò))
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