常用潤滑油添加劑的作用機(jī)理 |
來源: 發(fā)布日期:2020-09-29 人氣:432 |
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代設(shè)備對高速度、高性能、高自動化、高效率和長壽命的要求逐漸變高,在潤滑方面單純用礦物油潤滑材料已難以滿足這些需求。所以在潤滑材料中加入少量其他物質(zhì)就能改善其性能,賦予它新的特性。而這些物質(zhì)叫做潤滑油添加劑。 一、清凈分散劑 清凈分散劑包括清凈劑和分散劑兩類。主要用于內(nèi)燃機(jī)油(汽機(jī)油、柴機(jī)油、鐵路內(nèi)燃機(jī)車用油、二沖程汽機(jī)油和船用發(fā)動機(jī)油)。其主要作用是使發(fā)動機(jī)內(nèi)部保持清潔,使生成的不溶性物質(zhì)呈膠體懸浮狀態(tài),不致于進(jìn)一步形成積碳、漆膜或油泥。具體說來,其作用可分為酸中和、增溶、分散和洗滌等四方面。 1)酸中和作用:清凈分散劑一般都有一定的堿性,有的甚至是高堿性,它可以中和潤滑油氧化生成的有機(jī)酸和無機(jī)酸,阻止其進(jìn)一步縮合,因而使漆膜減少,同時還可以防止這些酸性物質(zhì)對發(fā)動機(jī)部件的腐蝕。 2)增溶作用:清凈分散劑都是一些表面活性劑,它能將本來在油中不能溶解的固體或液體物質(zhì)增溶于由5-20個表面活性劑分子集合而成的膠束中心,在使用過程中,它將含有羥基、羰基、羧基的含氧化合物、含有硝基化合物、水分等增溶到膠束中,形成膠體,防止進(jìn)一步氧化與縮合,減少在發(fā)動機(jī)部件上有害沉積物的形成與聚集。 3)分散作用:能吸附已經(jīng)生成的積碳和漆膜等固體小顆粒,使之成為一種膠體溶液狀態(tài)分散在油中,阻止這些物質(zhì)進(jìn)一步凝聚成大顆粒而黏附在機(jī)件上,或沉積為油泥。 4)洗滌作用:能將已經(jīng)吸附在部件表面上的漆膜和積碳洗滌下來,分散在油中,使發(fā)動機(jī)和金屬表面保持清潔。 二、抗氧劑 抗氧劑和抗氧抗腐劑可以抑制油品氧化,主要用于工業(yè)潤滑油、內(nèi)燃機(jī)和工藝用油等。抗氧劑按其作用原理可分為二種類型:鏈反應(yīng)終止劑;過氧化物分解劑。常用的屏蔽酚型和胺型化合物抗氧劑,屬于鏈反應(yīng)終止劑,可以和過氧化基(ROO.)生成穩(wěn)定的產(chǎn)物(ROOH或ROOA),從而防止?jié)櫥椭袩N類化合物的氧化反應(yīng),如2、6酚、4亞甲基雙酚、α-萘胺、N-二仲丁基對苯二胺等。 1)極壓抗磨劑是指在高溫、高壓的邊界潤滑狀態(tài)下,能和金屬表面形成高熔點化學(xué)反應(yīng)膜,以防止發(fā)生熔結(jié)、咬粘、刮傷的添加劑。它的作用是在摩擦高溫下分解的產(chǎn)物能與金屬起反應(yīng),生成剪切應(yīng)力和熔點都比純金屬低的化合物,從而防止接觸表面咬合和焊熔,有效地保護(hù)金屬表面。極壓抗磨劑主要用于工業(yè)齒輪油、液壓油、導(dǎo)軌油、切削油等有極壓要求的潤滑油中,以提高油品的極壓抗磨性能。 2)凡是能使?jié)櫥驮黾佑湍?qiáng)度、減小摩擦系數(shù)、提高抗磨損能力、降低運動部件之間的摩擦和磨損的添加劑都叫油性劑。油性劑是一種表面活性劑,分子的一端帶有極性基團(tuán),另一端為油溶性的烴基基團(tuán)。含有這種極性基團(tuán)的物質(zhì)對金屬表面具有很強(qiáng)的親和力,它能牢固地定向吸附在金屬表面上,在金屬之間形成一種類似于緩沖墊的保護(hù)膜,防止金屬表面的直接接觸,減小摩擦和磨損。油性劑具有很高的界面活性,它們在金屬表面產(chǎn)生物理吸附或化學(xué)吸附。物理吸附是可逆的,在溫度較低、負(fù)荷較小的情況下,物理吸附起作用;在高溫高負(fù)荷下吸附劑會脫附而失去作用。 四、粘度指數(shù)改進(jìn)劑 粘度指數(shù)改進(jìn)劑又稱增粘劑或粘度劑,其產(chǎn)量僅次于清凈分散劑。粘度指數(shù)改進(jìn)劑是油溶性的鏈狀高分子聚合物,其分子量由幾萬到幾百萬大小不等。粘度指數(shù)改進(jìn)劑溶解在潤滑油中,在低溫時它們以絲卷狀存在,對潤滑油的粘度影響不大,隨著潤滑油溫度升高,絲卷伸張,有效容積增大,對潤滑油流動阻力增大,從而致使?jié)櫥偷恼扯认鄬︼@著增大。 五、降凝劑 油品溫度下降到一定程度后就會失去流動性而凝固,降凝劑的作用主要是降低油品的凝固點,并保證油品在低溫下能夠流動。油中含有蠟,在低溫下,高熔點的石蠟烴常以針狀或片狀結(jié)晶析出,并相互聯(lián)結(jié)成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成結(jié)晶骨架,將低熔點油吸附并包圍其中,尤如吸水的海綿,致使整個油品喪失流動性。降凝劑有吸附和共晶兩個作用,降凝劑雖不能阻止蠟晶的析出,但可以改變蠟的結(jié)構(gòu)。降凝劑在蠟結(jié)晶表面的吸附或與其形成共晶,改變蠟結(jié)晶的形狀和尺寸,防止蠟晶粒聯(lián)結(jié)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而保持油品在低溫下的流動性。 六、防銹劑 防銹劑的作用是在金屬表面形成牢固的吸附膜,以抑制氧及水特別是水對金屬表面的接觸,使金屬不致銹蝕。作為石油添加劑的防銹劑,必須對金屬有充分的吸附性和對油的溶解性,因此防銹劑均由很強(qiáng)的極性基和適當(dāng)?shù)挠H油基組成 七、抗乳化劑 油品在使用過程中會受到水的污染,如機(jī)械設(shè)備漏水、為了冷卻加工件而必須噴淋大量冷卻水等情況,這就要求油品具有一定的分水性和不被水乳化成W/O(水/油)型乳化體。因為潤滑油在乳化后,會喪失流動性(W/O型乳化體會使油的粘度成倍地增加)和損失潤滑性,也會引起金屬腐蝕和磨損。 八、抗泡沫劑 潤滑油基礎(chǔ)油經(jīng)過精制后仍會殘存少量極性物質(zhì),且隨著潤滑油使用各種各樣的添加劑來滿足各種機(jī)械設(shè)備的高性能要求,便會在循環(huán)潤滑系統(tǒng)中,產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象,不但影響潤滑油的泵送,也破壞了油膜強(qiáng)度和穩(wěn)定性,造成不應(yīng)有的磨損事故,或使機(jī)器無法正常運轉(zhuǎn),諸如斷油、氣阻、燒結(jié)等現(xiàn)象便會不斷發(fā)生。 九、復(fù)合添加劑 隨著油品質(zhì)量等級的提高,功能添加劑也逐漸由單劑向復(fù)合劑轉(zhuǎn)變。復(fù)合添加劑的性能不僅要靠添加劑單劑質(zhì)量的提高,還要通過添加劑復(fù)合規(guī)律研究確定添加劑相互協(xié)合作用的本質(zhì),以獲得綜合性能最佳的復(fù)合劑。使用復(fù)合添加劑可以減化配方篩選的難度,降低潤滑油生產(chǎn)的成本并且穩(wěn)定油品生產(chǎn)質(zhì)量。 |
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