精细石油化工进展粘度指数改进剂对润滑油性能的影响王会东中国石油润滑油研究开发中心,兰州730060和热氧化安定性4个方面。从这4个方面综述了粘度指数改进剂对润滑油性能的影响。
粘度指数改进剂又叫增粘剂,主要用于内燃机油液压油自动传动液和齿轮油中,其用量仅次于清净剂和分散剂。常用的粘度指数改进剂包括乙烯丙烯共聚物,巧聚甲基丙烯酸酯1取1聚异厂烯;氢化苯乙烯异戊烯共聚物抑4大类。
1粘度指数改进剂评价指标粘度指数改进剂的评价指标主要有以下4个方面。
稠化能力,是指加入粘度指数改进剂后,提尚油品粘度的大小。般希望1要大,这样加入量就小,比较经济。稠化能力与化合物的类型和相对分子质量大小有关,相对分子质量越人,稠化能力越强。
剪切稳定性5直接影响多级油粘度级别稳定性。剪切稳定性差的粘度指数改进剂,由于其分子在剪应力作用下主链断裂。分子降低,使汕品粘度变小而造成磨损和油耗,大。84粘度指数改进剂的聚合度相对分子质量分布高分子在溶液中的流体力学体积有关。以剪切稳定指数观剪切稳定性,用超声波柴油喷嘴及,38等法来评定。55如1 6为99时多级油剪切后的粘度;心为98.9时+加粘度指数改进剂含其他所有添加剂油品的粘度。
低温性能主要指低温起动性和泵送性。
多级油低温性能取决于在其使用温度和剪切条件厂的粘度,后者又与所用的粘度指数改进剂有密否正常发动,用低温起动粘度。低温泵送性是指低温起动时,短时间内润滑油系统油压达到正常,以保证发动机的关键部位得到充分润滑,用微甩旋转粘度计1爪。来评定。
热氧化安定性主要指粘度指数改进剂在经受热氧化分解后导致粘度下降,酸值增加,环槽积碳增多和粘环等系列问。
2粘度指数改进剂对润滑油性能的影响2.1对润滑油稠化能力0的影响姚亚平和澄宇1分别在中间基和石蜡基两种基础油中研究了乙烯丙烯共聚物,巧聚甲基丙烯酸酯人聚异丁烯,氢化苯乙,异戊烯共聚物册04大类12种粘度指数改进剂的稠化能力,研宄结果明类中人9291的稠化能乃最强,其次为1.17 7065和义69;类的次序以,26,250,350,3200.必须指出的是,350含量在1.5以稠化能力急剧增人,远远超过了,1含量的其他粘度指数改进剂,这可能是该聚合物分子容易在溶液中形成空间网络,导致此商品的溶液含量受到限制。
谢尔比系数或称选择性0是粘度指数改进剂高温稠化能力与低温稠化能力的比值。理想相当低时有较大的增稠能力;而在低温基础油本身粘度变大时,粘度指数改进剂产生的粘度,加不多,就是用来衡试这方面性能的,是粘艾指数改进剂性能的重要数据之。研究结果明,收稿日期3,浴25.
切关氡低温起是指油品在低温下发动机能大萦京化工学院。己发论文2以类粘度指数改进齐1有优良的0特性,本研究使用的了602的值在1.1左右,其余类粘度指数改进剂的值明显低于刚人,均在,85左右。
朱和菊等2从粘度指数改进剂的结构因素包括相对分子质量及相对分子质量分布序列分布等微观结构着手,全面分析了润滑油中常用的乙烯闪烯几聚物类粘设指数改进剂的结构对润泔油使用性能的影响。收集的粘度指数改进剂包括53日本等公司的17个样品。研究明,粘度指数改进剂的增稠能力主要山粘度指数改进剂的相对分子质景决定。与相对分产质量分布也有定关系,相对分子质量分布越窄,粘能力越强,相对分子质量分布宽对增粘能力有削弱作用。相对分子质量越大,有效体积,大,内摩擦力增大,增粘能力也增大。,稠能力与序列分布关系不明显。
武志强等3考察了加入粘度指数改进剂对内燃机油运动粘度的影响。结果明,在粘度指数改进剂添加量定的情况下,油品粘度随基础油粘度变化的模型是个有截距的直线方程。而目前常用的描述粘度指数改进剂对汕品粘度影响的。1和出那方程,在粘度指数改逃剂添加量定时,所显的是个无截距的直线方程,与试验结果不完全致。分析试验结果后,找到了更加适宜的粘度指数改进剂对油品运动粘度影响理意义简单明了代基础油粘度对粘度指数改进剂增粘能力的;彩响,代粘度指数改进剂加量对粘度指数改进剂增粘能力的影响代粘度指数改进剂的质量分数。回1分析结果明新模型较。13篦。和役方朽肩更的准确性Lamiff.eD和Asfour4在类坫础油中研究,5,和氢化,於共聚物513类粘度指数改进剂在150温度范围内的,稠能力。结果明,对于0和160两类粘度指数改进剂,在温度高于时,其,稠能力随温度的升商而降低,而,的增稠能力则相反,随温度2.2对润滑油剪切稳定性5的影响尹中间基和石蜡基两种基础油中,分别调制成100,运动粘度为1428左右的油样,测定40100剪切稳记性以及的切前后的粘度指数变化。按照的切稳定性将9种粘度指数改进剂,9291和丁602屈般,不,用十有剪切稳定性要求的油品。8 200与疋3000都具有优良的剪切稳定性,然而两者的产品设计思路不同,前者是依靠改进聚合物结构,提高其稳定性从而提高临界聚介度而者则通过降低聚合物本身相对分广质景户1来达到目的,也就是说用稠化能乃的降低来换取剪切松定件的提。
由于聚合物在使用糸件热氧化条件下分解生胶的速度比润滑油本身要大,因此使用乃和5性能都好的产品,在满足相同的剪切稳定性开特皮勒12试验31叫迎32评分和皮特法飞评分都比较好。
朱和菊等2从粘度指数改进剂的结构,包括相对分子质量及相对分子质量分布序列分布等微观结构方面,使用柴油喷嘴法;齿轮机法超声波剪切方法⑴粘度仪法研究了沉粘度指数改进剂的抗剪切性能与相对分子质量相对分子质量分布分子序列分布之间的关系。对3柴油喷嘴法超声波剪切法高温高剪切法,它们与相对分子质量相对分子质量分布的关系趋势相同,即相对分子质量越小,相对分子质量分布越窄,现的抗剪切性能越好,这与理论相符。而对于FZG齿轮机法,实验结果却与之相反。可,不同的评定方法,得出的结论不定相同,用柴油喷嘴法超声波剪切法高温高剪切法评定剪切安定性较叫;齿轮机法介理从册剪切1父据相付分子质试相对分子质量分布序列分布的关系中可以明显看出,相对分子质量越大,分子链越长,越倾向于断裂,抗剪切稳定性越差。当平均相对分子质量相同时,相对分子质量分布越宽,可被剪切的分子较相对分子质量分布窄的要多,抗剪切性能越差。
综合,与5作为粘度指数改进剂性能和价厉,腧厉,栳触擂郝,精细讪化工进战提高粘度指数改进剂的剪切稳定性,但是相对分子质量减小会引起稠化能力下降;具有合适聚合单体合理结构的聚合物兼有优良的剪切稳定性和稠化能力,适合在有剪切稳定性要求的油品中使用,2.3对润滑油低温流动性的影响朱和菊等1从粘度指数改进剂的结构。包括相对分产质量及相对分子质量分布序列分布等微观结构方面,研究了,粘度指数改进剂的低温性能与相对分子质量相对分子质量分布分子序列分布之间的关系。
低温起动性能方面,不同征的相对分子质量对低温起动性能的敏感性各不相同,用数均分子量征低温性能与相对分子质量的关系较为合理。随数均1对分子质柬洲加,5粘度哇下降趋势,即相对分子质量的增加对低温性能有利,分析原因可能是相对分子质量越高,其在润滑油中的相对加入量较少,对,粘度值增加较少,因而润滑油的低温起动较容易。随着相对分子质量分布系数的,加,低温起动性能有变坏的趋势。产生这现象的原因可能是相对分子质量分布越宽,粘能力1降。加量要比相对分子质量分布窄的多,故低温起动性能变差。乙烯各序列单元含量,加,粘度呈上升趋势,低温起动性能变差。
低温泵送性能和相对分子质量相对分子质社分布印列分布的关系与低温起动性能正好相反。产生这结果的原因可能是,低温起动性能与加量关系较人,而低温泵送性能则与分子内部的1些特性关系较大。当乙烯序列笮几越多,分子链之间的吸引占主导地位,分子间的吸引使得分子的流动发生困难,泵送起来就困难。当乙烯含量增加到定数量时,乙烯丙烯共聚物的结晶度会,加,低温时易产生结晶,堵塞发动机滤网,造成发动机泵送失败。同样,丙烯序列单元越多,由于分子支链增多,分子间的吸引力减少,分子流动较容易,泵送起来就相对容易。
2.4对润滑油热氧化安定性和高温清净性影响粘度指数改进剂本身的热氧化安定性会影响稠化油的热氧化安定性,因此评价粘度指数改进剂优缺点的专著几乎都将热氧化安定性作为项几乎总是伴随着氧化影响,因此对于粘度指数改进剂的考察是结合两者的热氧化安定性。
种粘度指数改进剂本身的热氧化安定性,然后用旋转氧弹法进厅稠化油的热氧化安定性测定。空气热重法,分析结果明,聚甲基丙烯酸酯类产品丁602在225已就开始失重,至2701失重达95,350,耆其佘粘度指数改进剂汗始失重温度均在300以上。由于正3000是单单体聚合物,因此呈阶失重,其余的都是共聚物,故呈阶失重。在不调入抗氧剂的条件下,添加粘度指数改进剂之后稠化油的旋转氧弹结果明显变鸯降凝剂讨稠化汕的旋转氧弹纳果尤影响。
李洪燕和武志强5用成焦板或成漆板试验法研究了基础汕及坫度指数改进剂付润滑汕高似清打性的影响,结汜叫,基础汕的粘度和粘度指数改进剂对油品的温清净性有很大影响;粘度较大的基础油高温清净性明显优于低粘度的基础油,在低粘度的基础油中加入些重组分,可明显改善油品的高温清净性;而在油品中加入粘度指数改进剂会使油品的高温清净性变差,非分散型粘度指数改进剂的负面影响更大。
3各类粘度指数改进剂的特点6聚甲基丙烯酸酯口仪社低温性能特别好,若烷基链足够长,可兼有降凝作用,与含氮极性单体共聚则兼有定的分散作用,在多级油中还可降低无灰分散剂的用量。用于配制内燃机油的,相对分子质量在15,4左右,用于配制液压油齿轮油数控机床和自动液等的尸,分子试在2,34.的稠化能力和剪切性较差。+适合单独配制多级柴油机油。
优良的剪切稳定性,可用于配制液压油和多级齿轮油,但稠化能力和低温忡能较忆不能配制粘度级,较低和大跨度的多级内燃机油。目前,低分子,18在配制冲程21油方面用量较大,而用于调制内燃机油的用量在逐步下降。
乙烯丙烯共聚物,乙烯丙烯共聚物的稠化能力和剪切稳定性较好,但低温栗送性。热性和抗婉性足呵项不同不好。,7151.由于它低温泵送性较差,在配制低粘度级别的多级内燃机油,最好指型降凝剂,合,前常用的有5785氢化苯乙烯异戊烯共聚物HSD圮苯乙烯与兄戊烯或广烯的共聚物,然后再加氢使双烯单体中的剩余双键饱和,以提高其热氧化安定性。册,相对分子质量般为510104,其稠化能力和剪切稳定性都较好,能满足多级内燃机油的要求,特,是配制人跨度的多级内燃机汕107 50,15750及20750.由于阳良好的,稠能力和剪切稳定性,其使用量越来越大,目前常用的是诚1丽公司的550,2003,25,260等,4结束语粘度指数改进剂不仅能稠化基础油,而且可以改变油品的粘温性,使油品具有良好的高温润滑性和低温流动性,同时要求粘度指数改进剂对油品的抗闱化安定性,净性不产生明纟的有害影响,还要求稠化汕在机械剪切作用下粘度损失适度。在实际应用中,种好的粘度指数改进剂不仅要求稠化能力大,剪切稳定性好,同时还要求具有良好的低温性能和热氧化安定性。因此在润滑油的研制和生产过程中,要注总选好粘度指数改进剂。
2朱和菊,王国金,陈月珠。润滑油,2000,坷152553武志强,吕芝华,李洪燕等。石油学报石油加工,2002,1825李洪燕,武志强。石油炼制与化工200321053,55 6张哲。辽宁大学学报自然科学版,200284375刃7声明为适应我国信以化述设,扩大木刊及作者知识口息交流渠道,本刊波他1中期刊乍文数据库收录,其作者文章著作权使用费与本刊稿酬次性给付。免费提供作者文章引用统分析资,如作普不意文章被收录,请在来稿,向水刊声明,木刚鲁做迅当处理。
作者:佚名 来源:中国润滑油网